铝合金热处理资料.doc

铝合金的主要热处理一、纯铝纯铝的特点是密度小，为2.72g/cm3,导电、导热性能好,化学性质很活泼,在空气和水中有较好的耐蚀性，但不能耐酸、碱、盐的wiki腐蚀/wiki。铝具有面心立方晶格，塑性好，强度不高。纯铝主要用来制作电线、电缆、散热器及要求不锈耐蚀而强度要求不高的日用品或配制合金。工业纯铝或多或少存在有杂质(如Fe、Si等)。铝中所含杂质数量愈多，其导电性、导热性、 抗大气腐蚀性以及塑性就愈低。我国工业纯铝的牌号是以杂质的限量来编制的，如L1、L2、L3。L是“铝”字汉语拼音字首，其后所附顺序号愈大，其纯度愈低。二、铝合金 纯铝加入合金元素，如Si、Cu、Mg、Mn等，制成铝合金。铝合金强度较高，密度小，有很高的比强度( 即强度极限与密度的比值)，好的导热性及耐蚀性等。1、铝合金的分类 根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将铝合金分为形变铝合金和铸造铝合金两类。形变铝合金中固溶体的成分不随温度的变化而变化,不能进行热处理强化的称为热处理不能强化的铝合金；固溶体成分随温度的变化而改变，可用热处理来强化的称为热处理能强化的铝合金。铸造铝合金可按照其中主要合金元素的不同分为：AlSi、AlCu、AlMg、AlZn等。一、纯铝纯铝的特点是密度小，为2.72g/cm3,导电、导热性能好,化学性质很活泼,在空气和水中有较好的耐蚀性，但不能耐酸、碱、盐的腐蚀。铝具有面心立方晶格，塑性好，强度不高。纯铝主要用来制作电线、电缆、散热器及要求不锈耐蚀而强度要求不高的日用品或配制合金。工业纯铝或多或少存在有杂质(如Fe、Si等)。铝中所含杂质数量愈多，其导电性、导热性、 抗大气腐蚀性以及塑性就愈低。我国工业纯铝的牌号是以杂质的限量来编制的，如L1、L2、L3。L是“铝”字汉语拼音字首，其后所附顺序号愈大，其纯度愈低。二、铝合金 纯铝加入合金元素，如Si、Cu、Mg、Mn等，制成铝合金。铝合金强度较高，密度小，有很高的比强度( 即强度极限与密度的比值)，好的导热性及耐蚀性等。1、铝合金的分类根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将铝合金分为形变铝合金和铸造铝合金两类。形变铝合金中固溶体的成分不随温度的变化而变化,不能进行热处理强化的称为热处理不能强化的铝合金；固溶体成分随温度的变化而改变，可用热处理来强化的称为热处理能强化的铝合金。铸造铝合金可按照其中主要合金元素的不同分为：AlSi、AlCu、AlMg、AlZn等。、铝合金的热处理特点铝合金的主要热处理是“时效硬化”。对于热处理不能强化的铝合金只可以通过冷变形加工硬化方法提高其强度 铝合金加热到相区，保温、水冷淬火，可在室温得到过饱和的固溶体，其强度和硬度并不能立即升高，而塑性却显著改善，这种过程称为淬火或固溶处理。固溶处理后的合金随时间延续而发生进一步强化的现象称为“时效强化”或“时效硬化”。在室温下所进行的时效称为自然时效，在加热的条件下所进行的时效称为人工时效。3、形变铝合金形变铝合金加热时能形成单相固溶体组织，塑性较好，适于压力加工。形变铝合金还可按照其主要性能特点分为防锈铝、硬铝、超硬铝及锻铝等。(1).防锈铝合金 这类合金主要合金元素是Mn和Mg。锻造退火后是单相固溶体，抗腐蚀性能好，塑性好，但不能通过热处理来强化，主要用于载荷不大的压延、焊接，或耐蚀结构件，如油箱、导管、线材、轻载荷骨架以及各种生活器具等。防锈铝牌号用“铝防”汉语拼音字首“LF”加顺序号表示。(2)硬铝合金 硬铝基本上是Al-Cu-Mg合金，还含有少量的Mn，硬铝比强度高，且可以进行时效强化，但抗蚀性差。 硬铝牌号用“铝硬”汉语拼音字首“LY ”加顺序号，如LY1(铆钉硬铝)、LY11(标准硬铝)及LY12(高强度硬铝)等。(3)超硬铝合金 是Al-Cu-Mg-Zn合金。 这类合金是目前强度最高的铝合金，比强度更高，故称超硬铝。缺点是抗蚀性很差，可提高人工时效温度或包铝。超硬铝合金的牌号用“铝超”汉语拼音字首“LC”加顺序号表示。(4)锻铝合金 是Al-Cu-Mg-Si系合金，合金元素的种类多，每种元素的含量较少，具有良好的热塑性及耐蚀性。淬火时效后均可提高强度。 锻铝合金的牌号用“铝锻”汉语拼音字首“LD”加顺序号表示。 4、铸造铝合金铸造铝合金具有低熔点共晶组织，流动性好，适于铸造，但不适于压力加工。铸造铝合金种类很多，其中铝硅合金具有良好的铸造性能，足够的强度，而且密度小，用得最广，约占铸造铝合金总产量的50%以上，含Si（1013）%的Al-Si合金是最典型的铝硅合金，属于共晶成分，通常称为“硅铝明”。 铸造铝合金的牌号由“铸”字的汉语拼音字首“Z”Al其它主要元素符号及百分含量来表示，如ZAlSi12表示含12%Si的铸造Al-Si合金。而合金的代号用“铸铝”的汉语拼音字首“ZL ”加三位数字表示。第一位数字表示合金类别，第二、 三位则表示合金的顺序号。例ZL102表示2号Al-Si系铸造铝合金。 铸造铝合金一般用于制作质轻、耐蚀、形状复杂及有一定wiki机械/wiki性能的零件。 铝合金的分类示意图铝合金热处理工艺吕枫 发表发表时间:2006-6-28 17:58:003.1铝合金热处理原理铝合金铸件得热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间以一定得速度冷却，改变其合金的组织，其主要目的是提高合金的力学性能，增强耐腐蚀性能，改善加工型能，获得尺寸的稳定性。3.1.1铝合金热处理特点众所周知，对于含碳量较高的钢，经淬火后立即获得很高的硬度，而塑性则很低。然而对铝合金并不然，铝合金刚淬火后，强度与硬度并不立即升高，至于塑性非但没有下降，反而有所上升。但这种淬火后的合金，放置一段时间（如46昼夜后），强度和硬度会显著提高，而塑性则明显降低。淬火后铝合金的强度、硬度随时间增长而显著提高的现象，称为时效。时效可以在常温下发生，称自然时效，也可以在高于室温的某一温度范围（如100200）内发生，称人工时效。3.1.2铝合金时效强化原理铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程，它不仅决定于合金的组成、时效工艺，还取决于合金在生产过程中缩造成的缺陷，特别是空位、位错的数量和分布等。目前普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。铝合金在淬火加热时，合金中形成了空位，在淬火时，由于冷却快，这些空位来不及移出，便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态，必然向平衡状态转变，空位的存在，加速了溶质原子的扩散速度，因而加速了溶质原子的偏聚。硬化区的大小和数量取决于淬火温度与淬火冷却速度。淬火温度越高，空位浓度越大，硬化区的数量也就越多，硬化区的尺寸减小。淬火冷却速度越大，固溶体内所固定的空位越多，有利于增加硬化区的数量，减小硬化区的尺寸。沉淀硬化合金系的一个基本特征是随温度而变化的平衡固溶度，即随温度增加固溶度增加，大多数可热处理强化的的铝合金都符合这一条件。沉淀硬化所要求的溶解度温度关系，可用铝铜系的Al4Cu合金说明合金时效的组成和结构的变化。图31铝铜系富铝部分的二元相图，在548进行共晶转变L（Al2Cu）。铜在相中的极限溶解度5.65（548），随着温度的下降，固溶度急剧减小，室温下约为0.05。在时效热处理过程中，该合金组织有以下几个变化过程： 形成溶质原子偏聚区G（）区在新淬火状态的过饱和固溶体中，铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期，即时效温度低或时效时间短时，铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集，形成溶质原子偏聚区，称G（）区。G（）区与基体保持共格关系，这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区，故使合金的强度、硬度升高。 G区有序化形成G（）区随着时效温度升高或时效时间延长，铜原子继续偏聚并发生有序化，即形成GP（）区。它与基体仍保持共格关系，但尺寸较GP（）区大。它可视为中间过渡相，常用”表示。它比GP（）区周围的畸变更大，对位错运动的阻碍进一步增大，因此时效强化作用更大，”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。形成过渡相随着时效过程的进一步发展，铜原子在GP（）区继续偏聚，当铜原子与铝原子比为1：2时，形成过渡相。由于的点阵常数发生较大的变化，故当其形成时与基体共格关系开始破坏，即由完全共格变为局部共格，因此相周围基体的共格畸变减弱，对位错运动的阻碍作用亦减小，表现在合金性能上硬度开始下降。由此可见，共格畸变的存在是造成合金时效强化的重要因素。破坏，并有自己独立的晶格，其畸变也随之消失，并随时效温度的提高或时间的延长，相的质点聚集长大，合金的强度、硬度进一步下降，合金就软化并称为“过时效”。相聚集长大而变得粗大。铝铜二元合金的时效原理及其一般规律对于其他工业铝合金也适用。但合金的种类不同，形成的GP区、过渡相以及最后析出的稳定性各不相同，时效强化效果也不一样。几种常见铝合金系的时效过程及其析出的稳定相列于表31。从表中可以看到，不同合金系时效过程亦不完全都经历了上述四个阶段，有的合金不经过GP（）区，直接形成过渡相。就是同一合金因时效的温度和时间不同，亦不完全依次经历时效全过程，例如有的合金在自然时效时只进行到GP（）区至GP（）区即告终了。在人工时效，若时效温度过高，则可以不经过GP区，而直接从过饱和固溶体中析出过渡相，合计时效进行的程度，直接关系到时效后合金的结构和性能。表31几种铝合金系的时效过程及其析出稳定的强化相3.1.3影响时效的因素从淬火到人工时效之间停留时间的影响研究发现，某些铝合金如AlMgSi系合金在室温停留后再进行人工时效，合金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金，淬火后在室温下停留一天后再进行人工时效，强度极限较淬火后立即时效的要低1020Mpa，但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。合金化学成分的影响一种合金能否通过时效强化，首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小，且随温度变化不大，而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度，但它们与铝形成的化合物的结构与基体差异不大，强化效果甚微。因此，二元铝硅、铝锰、铝镁、铝锌通常都不采用时效强化处理。而有些二元合金，如铝铜合金，及三元合金或多元合金，如铝镁硅、铝铜镁硅合金等，它们在热处理过程中有溶解度和固态相变，则可通过热处理进行强化。合金的固溶处理工艺影响为获得良好的时效强化效果，在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下，淬火加热温度高些，保温时间长些，有利于获得最大过饱和度的均匀固溶体。另外在淬火冷却过程不析出第二相，否则在随后时效处理时，已析出相将起晶核作用，造成局部不均匀析出而降低时效强化效果。铝制品的阳极氧化处理的应用铝（纯铝）及铝合金（硅铝、镁铝）其表面形成的硬化膜-阳极氧化膜，具有高硬度，其显微硬度为HV=350500KG/平方毫米（比基体硬度提高400倍），厚度为3555m左右。由于氧化膜具有防腐、防护、装饰及具有耐磨性、绝缘性（当膜厚度为35m时，其击穿电压为450V，如采用酚醛树脂封孔，其击穿电压可提高12倍，绝缘电阻值为5001000K）。因而广泛应用于工业（如汽缸筒、活塞）和wiki电子/wiki（如超声高频焊头）、电器产品上。又由于氧化膜具有良好吸附性与涂层及有机层能牢固结合，因而常用作于家庭不粘厨具、煲类及煎锅类产品上，在酸性电解液中，以铝为阳极，经过电解使铝表面产生氧化膜的材料保护技术。铝的阳极氧化有多种电解液，但基本上是以wiki硫酸/wiki、铬酸、乙二酸或硼酸为主要组分配制的。其中最常用的是硫酸基的。电源可采用直流、交流或交变直流的。电压在 525伏间，温度低于25。电解过程中，氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时还不够细密，有一定的电阻，使电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度的增长，电阻变大，电解电流变小，而与电解液接触的外层氧化膜同时发生化学溶解，在铝表面形成氧化物的速度渐与化学溶解的速度平衡时，这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度。铝的阳极氧化膜的结构与其他转化膜有所不同,靠近基体金属部分的是0.010.1微米的致密层，其上是许多空心六角柱体所构成的蜂房状层，总厚度为2100微米不等。由各种电解液产生的阳极氧化膜色调不一，有的是整体着色的，多用于建筑工业，有的可以染料着色或利用水解和复分解的方法，使形成的颜料沉积在六角柱的空心部分，增加美感。最后还需要进行封闭和烘干。有阳极氧化铝膜的铝材，抗蚀性有时优于经过铬酸盐处理的铝材。这种铝材除在建筑工业和日用五金产品方面广泛使用外，也用于飞机、汽车、民用船舶。利用低温、溶解力微弱的电解液和较高的电压（100150伏），可形成工程用的硬质阳极氧化膜，用于与纤维、纸张和橡胶接触的机械零件和液压元件。在普通阳极氧化铝层的六角柱体空洞中填充聚四氟乙烯，可以获得摩擦系数极低的零件。铝（纯铝）及铝合金（硅铝、镁铝）其表面形成的硬化膜-阳极氧化膜，具有高硬度，其显微硬度为HV=350500KG/平方毫米（比基体硬度提高400倍），厚度为3555m左右。由于氧化膜具有防腐、防护、装饰及具有耐磨性、绝缘性（当膜厚度为35m时，其击穿电压为450V，如采用酚醛树脂封孔，其击穿电压可提高12倍，绝缘电阻值为5001000K）。因而广泛应用于工业（如汽缸筒、活塞）和电子（如超声高频焊头）、电器产品上。又由于氧化膜具有良好吸附性与涂层及有机层能牢固结合，因而常用作于家庭不粘厨具、煲类及煎锅类产品上在酸性电解液中，以铝为阳极，经过电解使铝表面产生氧化膜的材料保护技术。铝的阳极氧化有多种电解液，但基本上是以硫酸、铬酸、乙二酸或硼酸为主要组分配制的。其中最常用的是硫酸基的。电源可采用直流、交流或交变直流的。电压在 525伏间，温度低于25。电解过程中，氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时还不够细密，有一定的电阻，使电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度的增长，电阻变大，电解电流变小，而与电解液接触的外层氧化膜同时发生化学溶解，在铝表面形成氧化物的速度渐与化学溶解的速度平衡时，这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度。铝的阳极氧化膜的结构与其他转化膜有所不同,靠近基体金属部分的是0.010.1微米的致密层，其上是许多空心六角柱体所构成的蜂房状层，总厚度为2100微米不等。由各种电解液产生的阳极氧化膜色调不一，有的是整体着色的，多用于建筑工业，有的可以染料着色或利用水解和复分解的方法，使形成的颜料沉积在六角柱的空心部分，增加美感。最后还需要进行封闭和烘干。有阳极氧化铝膜的铝材，抗蚀性有时优于经过铬酸盐处理的铝材。这种铝材除在建筑工业和日用五金产品方面广泛使用外，也用于飞机、汽车、民用船舶。利用低温、溶解力微弱的电解液和较高的电压（100150伏），可形成工程用的硬质阳极氧化膜，用于与纤维、纸张和橡胶接触的机械零件和液压元件。在普通阳极氧化铝层的六角柱体空洞中填充聚四氟乙烯，可以获得摩擦系数极低的零件。工作原理(三):染色前處理Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因為Al2O3為無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無/有機物質化性的即“界面活性剂,以利Al2O3染料結合好处：防静电 表面镁光！ 赖磨！半导体wiki设备/wiki上很多小铝件都要阳极化处理，可能是为了增加硬度，减小磨损。不过最常用的表面处理技术还是化学镀镍，铝件镀镍以后很像不锈钢很漂亮7.3 铝及其合金的氧化处理 铝及铝合金的氧化处理的方法主要有两类：化学氧化，氧化膜较薄，厚度约为0.54微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜；电化学氧化，氧化膜厚度约为520微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。7.3.1铝及铝合金的化学氧化处理铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸磷酸盐膜。 铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件如表74。 表74 铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件组成物的质量浓度/gL-1 配方编号 1 2 3 碳酸钠 4060 5060 4050 铬酸钠 1525 1520 1020 氢氧化钠 25 磷酸三钠 1.52 硅酸钠 0.61.0 温度/ 85100 95100 9095 时间/min 58 810 810注：配方1，2适用于纯铝，铝镁合金，铝锰合金和铝硅合金的化学氧化。膜层颜色为金*，但后二种合金上得到的氧化膜颜色较暗。碱性氧化液中得到的膜层较软，耐蚀性较差，孔隙率较高，吸附性好，适于作为涂装底层。 配方3中加入硅酸钠，获得的氧化膜为无色，硬度及耐蚀性略高，孔隙率及吸附性略低，在硅酸钠的质量分数为2的溶液中封闭处理后可单独作为防护层用，适合于含重金属铝合金氧化用。 工件经氧化处理后为提高耐蚀性，可在20g/L的CrO3溶液中，室温下钝化处理515s，然后在低于50温度下烘干。铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件如表75。 表75 铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件组成物的质量浓度/gL-1 配方编号 1 2 3 4 5磷酸 1015 5060 22 铬酐 12 2025 24 45 3.55氟化钠 35 5 11.2 0.8氟化氢氨 33.5 磷酸氢二氨 22.5 硼酸 0.61.2 2 铁氰化钾 0.50.7 重铬酸钾 33.5温度/ 2025 3040 室温 2535 2530时间/min 815 28 1560s 0.51.0 3注：配方1得到的氧化膜较薄，韧性好，耐蚀性好，适用于氧化后需变形的铝及铝合金，也可用于铸铝件的表面防护，氧化后不需要钝化或填充处理。配方2溶液pH值为1.52.2,得到的氧化膜较厚，约13微米,致密性及耐蚀性都较好，氧化后零件尺寸无变化，氧化膜颜色为无色至浅蓝色，适用于各种铝及铝合金氧化处理。在配方2溶液中氧化处理后零件应立即用冷水清洗干净，然后用重铬酸钾4050g/L溶液填充处理（PH4.56.5时用碳酸钠调整），温度9095,时间510分钟，清洗后在70烘干。 配方3溶液中得到的氧化膜为无色透明，厚度约0.30.5微米，膜层导电性好，主要用于变形的铝制电器零件。配方4适用于纯铝及防锈铝及铸铝等合金。氧化膜很薄，导电性及耐蚀性好，硬度低，不耐磨，可以点焊或氩弧焊，但不能锡焊；主要用于要求有一定导电性能的铝合金零件。配方5得到的氧化膜较薄，约0.5微米，导电性及耐蚀性好，孔隙少，可单独作防护层用。 7.3.2铝和铝合金的阳极氧化（电化学氧化处理）铝是比较活泼的金属，标准电位-1.66v，在空气中能自然形成一层厚度约为0.010.1微米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差。但是，若将铝及其合金置于适当的电解液中，以铝制品为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜，这种方法称为阳极氧化。通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜，其耐蚀性，耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。1.氧化膜的形成与生长 Al及铝合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液，铅作为阴极，仅起导电作用。铝及其合金进行阳极氧化时，在阳极发生下列反应： H2O2e - O 2H+ 2Al3O - Al2O3 在阴极发生下列反应： 2H+ 2e - H2 同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解，其反应为： 2Al 6H+ - 2Al3+ 3H2 Al2O3 6H+ - 2Al3+ 3H2O氧化膜的生长过程就是氧化膜不断生成和不断溶解的过程。第一段a（曲线ab段）：无孔层形成。通电刚开始的几秒到几十秒时间内，铝表面立即生成一层致密的、具有高绝缘性能的氧化膜，厚度约0.010.1微米，为一层连续的、无孔的薄膜层，称为无孔层或阻挡层，此膜的出现阻碍了电流的通过和膜层的继续增厚。无孔层的厚度与形成电压成正比，与氧化膜在电解液中的溶解速度成反比。因此，曲线ab段的电压就表现出由零急剧增至最大值。第一段b（曲线bc段）：多孔层形成。随着氧化膜的生成，电解液对膜的溶解作用也就开始了。由于生成的氧化膜并不均匀，在膜最薄的地方将首先被溶解出空穴来，电解液就可以通过这些空穴到达铝的新鲜表面，电化学反应得以继续进行，电阻减小，电压随之下降（下降幅度为最高值的1015%），膜上出现多孔层。第一段c（曲线cd段）：多孔层增厚。阳极氧化约20s后，电压进入比较平稳而缓慢的上升阶段。表明无孔层在不断地被溶解形成多孔层的同时，新的无孔层又在生长，也就是说氧化膜中无孔层的生成速度与溶解速度基本上达到了平衡，故无孔层的厚度不再增加，电压变化也很小。但是，此时在孔的底部氧化膜的生成与溶解并没有停止，他们仍在不断进行着，结果使孔的底部逐渐向金属基体内部移动。随着氧化时间的延续，孔穴加深形成孔隙，具有孔隙的膜层逐渐加厚。当膜生成速度和溶解速度达到动态平衡时，即使再延长氧化时间，氧化膜的厚度也不会再增加，此时应停止阳极氧化过程。阳极氧化特性曲线与氧化膜生长过程如图71所示。 图71 阳极氧化特性曲线与氧化膜生长过程示意图2.铝及铝合金的阳极氧化工艺铝及其铝合金阳极氧化的方法很多，常用的有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化、硬质阳极氧化和瓷质阳极氧化。硫酸阳极氧化：在稀硫酸电解液中通以直流和交流电对铝及其合金进行阳极氧化处理，可获得520微米厚，吸附性较好的无色透明氧化膜。硫酸阳极氧化工艺简单，溶液稳定，操作方便，允许杂质含量范围较宽，电能消耗少，成本低，且几乎可以适用于铝及各种铝合金的加工，所以在国内已得到了广泛的应用。表76为几种典型的阳极氧化工艺：表76 硫酸阳极氧化的配方及工艺条件配方及工艺条件 直流法 交流法 1 2 硫酸（g/L） 50200 160170 100150铝离子Al3（g/L） 20 15 25温度（) 1525 03 1525阳极电流密度（A/dm2） 0.81.5 0.46 24电压（V） 1825 1620 1830时间（min） 2040 60 2040搅拌 压缩空气 压缩空气 压缩空气阴极面积/阳极面积 1.5：1 1.5：1 1 ：1影响氧化膜质量的因素主要有：硫酸浓度：通常采用1520。浓度升高，膜的溶解速度加大，膜的生长速度降低，膜的孔隙率高，吸附力强，富有弹性，染色性好（易于染深色），但硬度，耐磨性略差；而降低硫酸浓度，则氧化膜生长速度加快，膜的孔隙少，硬度高，耐磨性好。所以，用于防护，装饰及纯装饰加工时，多使用允许浓度的上限，即20%浓度的硫酸做电解液。电解液温度：电解液温度对氧化膜质量影响很大。温度升高，膜的溶解速度加大，膜厚降低。当温度为2230时，所得到的膜是柔软的，吸附能力好，但耐磨性相当差；当温度大于30时，膜就变得疏松且不均匀，有时甚至不连续，且硬度低，因而失去使用价值；当温度在1020之间时，所生成的氧化膜多孔，吸附能力强，并富有弹性，适宜染色，但膜的硬度低，耐磨性差；当温度低于10，氧化膜的厚度增大，硬度高，耐磨性好，但孔隙率较低。因此，生产时必须严格控制电解液的温度。要制取厚而硬的氧化膜时，必须降低操作温度，在氧化过程中采用压缩空气搅拌和比较低的温度，通常在零度左右进行硬质氧化。电流密度：在一定限度内，电流密度升高，膜生长速度升高，氧化时间缩短，生成膜的孔隙多，易于着色，且硬度和耐磨性升高；电流密度过高，则会因焦耳热的影响，使零件表面过热和局部溶液温度升高，膜的溶解速度升高，且有烧毁零件的可能；电流密度过低，则膜生长速度缓慢，但生成的膜较致密，硬度和耐磨性降低。氧化时间：氧化时间的选择，取决于电解液浓度，温度，阳极电流密度和所需要的膜厚。相同条件下,当电流密度恒定时,膜的生长速度与氧化时间成正比；但当膜生长到一定厚度时,由于膜电阻升高,影响导电能力,而且由于温升,膜的溶解速度增大，所以膜的生长速度会逐渐降低，到最后不再增加。搅拌和移动：可促使电解液对流,强化冷却效果，保证溶液温度的均匀性，不会造成因金属局部升温而导致氧化膜的质量下降。电解液中的杂质：在铝阳极氧化所用电解液中可能存在的杂质有Cl,F,NO3,Cu2,Al3+,Fe2+等。其中 Cl,F,NO3使膜的孔隙率增加,表面粗糙和疏松。若其含量超过极限值,甚至会使制件发生腐蚀穿孔（Cl应小于0.05g/L,F应小于0.01g/L）；当电解液中Al3+含量超过一定值时，往往使工件表面出现白点或斑状白块,并使膜的吸附性能下降,染色困难（Al3+应小于20g/L）；当Cu2含量达0.02g/L时，氧化膜上会出现暗色条纹或黑色斑点；Si2+ 常以悬浮状态存在于电解液中,使电解液微量混浊,以褐色粉状物吸附于膜上。铝合金成分：一般来说,铝金属中的其它元素使膜的质量下降，且得到的氧化膜没有纯铝上得到的厚,硬度也低，不同成分的铝合金,在进行阳极氧化处理时要注意不能同槽进行。铬酸阳极氧化：铬酸阳极氧化是指用510%的铬酸电解液对铝及其合金进行阳极氧化的技术。用此法得到的氧化膜具有如下特点:较薄(与硫酸和草酸氧化膜比)，约25微米，可保持工件原有精度和粗糙度；质软弹性高,几乎没有气孔，耐蚀性强于硫酸阳极氧化膜；不透明,颜色由灰白至深灰色,甚至彩虹色，故不易染色；由于孔隙少,膜层不用封闭处理就可使用；与有机物的结合力好,因此常用作油漆的底层；与硫酸阳极氧化比,成本较高,使用受到一定限制。 表77是几种铬酸阳极氧化工艺： 表77 铬酸阳极氧化配方及工艺条件配方及工艺条件 1 2 3铬酸（g/L） 90100 5055 3035温度（） 372 392 402电流密度（A/dm2） 0.32.5 0.30.7 0.20.6电压（V） 040 040 040氧化时间（min） 35 60 60阴极材料 铝板和石墨草酸阳极氧化：草酸阳极氧化是用2%10%的草酸电解液通以直流或交流电进行的氧化工艺。当使用直流电进行阳极氧化时，所得膜层硬度及抗蚀力不亚于H2SO4阳极氧化膜，而且由于草酸溶液对铝及氧化膜的溶解度小，所以可得到比硫酸溶液中更厚的氧化膜层；若用交流电进行氧化,可得较软、弹性好的膜层。草酸阳极氧化的膜层一般为820微米，最厚可达60微米。氧化过程中只要改变工艺条件(如草酸浓度,温度,电流密度,波形等),便可得到银白色、金*至棕色等装饰性膜层,不需要再进行染色处理。草酸阳极氧化电解液对氯离子非常敏感，其质量浓度超过0.04g/L膜层就会出现腐蚀斑点。三价铝离子的质量浓度也不允许超过3g/L。但草酸阳极氧化成本较高,耗能多(因为草酸电解液的电阻比硫酸,铬酸大),溶液有毒性,且电解液稳定性差。草酸阳极氧化几种工艺如表78所示。 表78 草酸阳极氧化几种工艺配方及工艺条件 1 2 3草酸（g/L) 30 3 50 5 50 10温度（) 18 3 30 3 30 3 电流密度（A/dm2) 12 12 23电压 （V） 110120 3035 4060氧化时间（min) 120 3060 3060阴极材料 碳棒 碳棒 电源 直流 直流 交流瓷质阳极氧化：在电解液中加入某些物质，使其在形成氧化膜的同时被吸附在膜层中，从而获得光滑，有光泽,均匀不透明的类似瓷釉和搪瓷色泽的氧化膜，称“瓷质阳极氧化膜”或“瓷质氧化膜”。这种氧化膜弹性好，抗蚀性好，染色以后可得到具有塑料感的外观。所得膜厚约625微米。 下面是瓷质氧化的两种方法： 在硫酸或草酸溶液中加入某些稀有金属元素（如钛，钍等）的盐类：氧化过程中，由于这些盐类的水解作用产生发色物质沉积于氧化膜孔隙中，形成类似瓷釉的膜层，硬度高，可以保持零件的高精度和高光洁程度，但成本昂贵，溶液使用周期短，工艺条件要求严。以铬酐和硼酸的混合液为阳极氧化液:成分简单，成本低，氧化膜弹性好，但硬度较前一种低，可用于一般装饰性瓷质氧化表面处理。瓷质阳极氧化溶液及工艺条件如表79所示。表79 瓷质阳极氧化溶液及工艺条件配方编号 电解液组成 质量浓度/gL-1 温度 / 电流密度 /A/dm2 电压 /V 时间/ min 说 明 1 铬酐 草酸 硼酸 3540 512 57 4555 0.51.0 2540 4050 1.膜层为乳白色，可以染色 2.膜厚10 16m 3.适用于一般装饰性零件 2 铬酐 硼酸 3040 13 4050 起始：23 终止：0.10.6 逐渐升高 90110 保持 4080 升压时间5 保持：3555总时间：4060 1.溶液稳定性好，操作方便，2.膜层为灰色 3.厚度1015m 4.适用于一般装饰性零件，成本低 3 草酸钛钾 硼酸 草酸 柠檬酸 3545 810 25 11.5 2428 起始：23 终止：0.61.2 逐渐升高 90110 保持 90110 升压时间 510 保持：2530 总时间：4060 1.膜层为灰白色，硬度高 2.膜厚816m 3.适用于耐磨的高精度零件装饰4.成本高，溶液使用寿命短注：阴极材料可用纯铝，铅板或不锈钢板。在氧化溶液中，各种组分的变化将对氧化膜的色泽起决定作用:如随铬酐的升高,膜层颜色向不透明灰色方向转化；随硼酸升高,膜层颜色向乳白色方向转化；而随草酸的升高,膜层颜色向*方向转化。3.氧化膜的封闭处理 由于表面氧化膜具有较高的孔隙率和吸附性能，它很容易受到污染，所以阳极氧化后，应对膜层进行封闭处理，以提高膜层的耐蚀性，耐磨性以及绝缘性。常用的封闭方法有： 沸水和蒸气封闭法：其原理是：在较高温度下无水氧化铝的水化作用： Al2O3 nH2O - Al2O3nH2O 当密度为3.42的-AL2O3水化为一水化合物时，氧化物体积增加33，而当它水化为三水化合物时，则氧化物体积增加310，因此，当将氧化好的零件置于热水中时，阻挡层和多孔层内壁的氧化膜层首先被水化，经过一段时间后，孔底逐渐被水化膜所封闭，当整个孔穴被全部封闭时，孔隙的水就停止循环，膜层的表面层继续进行水化作用，直到整个孔隙的口部被水化膜堵塞为止。如采用蒸气，则可更有效地封闭所有孔隙，但蒸气法所用设备及成本都较沸水法高，除非特殊要求，应尽可能使用沸水法。重铬酸盐封闭法：此法适宜于封闭硫酸溶液中阳极氧化的膜层及化学氧化的膜层。用本法处理后的氧化膜显*，它的抗蚀性高，但不适用于装饰性使用。其原理是：在较高温度下，氧化膜和重铬酸盐产生化学反应，反应产物碱式铬酸铝及重铬酸铝沉淀于膜孔中，同时热溶液使氧化膜层表面产生水化，加强了封闭作用。故可认为是填充及水化双重封闭作用。通常使用的封闭溶液是510的重铬酸盐水溶液，操作温度为9095，封闭时间为30分钟，溶液中不得有氯化物或硫酸盐。水解盐封闭法：原理：锆盐、镍盐的极稀溶液被氧化膜吸附后，即发生如下的水解反应： Ni2+2H2O - Ni(OH)2 2H+ Co2+2H2O - Co(OH)2 2H+ 生成的氢氧化镍或氢氧化钴沉积在氧化膜的微孔中，而将孔封闭。因为少量的氢氧化镍或氢氧化钴几乎是无色的，所以它特别适用于已染色的氧化膜的封闭，不会影响制品的色泽，而且还会和有机染料形成络合物，从而增加颜色的耐晒性。填充封闭法：除上面所述的封闭方法外，阳极氧化膜还可以采用有机物质，如透明清漆、熔融石蜡、各种树脂和干性油等进行封闭。铸造铝合金ASTM B 179-2003 铸造工艺用的铝合金铸锭和熔融成形铸件的标准规范 P7;A4 ASTM B 240-2004 铸造和压模铸造用锌及锌铝合金锭标准规范 P3;A4 ASTM B 892-2003 压模铸造用锌铜铝合金锭标准规范 P3;A4 ASTM D 4340-1996(2001) 在排热条件下发动机冷却剂对铸造铝合金腐蚀性的标准试验方法 P4;A4中美合资东营铸天有色金属有限公司成立于二000年十月，公司注册资本1743万元人民币，下设工业铝合金厂和铜合金精密铸造厂，设计年产工业铝合金（锭）3万吨、铜合金件100万套，产品主要出口日本、马来西亚、意大利等国，年产值可达5亿元人民币，是本地区规模最大的外向型、冶金类中外合资企业。同时我们公司现在又新增项目大理石。 李凤萍 女士 ( 财务部 会计 ) 电话： 86 0546 8301060 传真： 86 0546 8301060 地址： 中国 山东 东营市 东营市东城开发区登州路69号二楼邮编： 257091 公司主页： 大成铸造厂我厂从事铝合金、锌、铜、铁压铸，数控车床加工十三年，有着丰富的加工生产经验。聘请北京航空航天大学教授为我厂工程师。2005年，我厂经反复研制，开发出无链条童车，预计于2006年生产上市。望有识之士前来订购。我厂曾为夏利车、切诺机车、军事设施提供配件。并享有西德皇冠牌铝合金门窗配件的专利使用权。本厂位于河北廊坊大城县境内，与北京、天津相毗邻，交通便利。我厂加工生产产品质优价廉，欢迎各位致电、惠顾。联系电话010-86879897系人：李先生公司简称： 泊头市同旭有色金属铸造厂 企业标志： 企业负责人： 王文艺 企业业务范围： 餐桌铝转盘;各种铜;铝铸件铸造;压铸锌铝合金;铝铸件。金属模;树脂沙;一般铸造等。; 企业主营技术领域： 企业典型客户： 铜、铝铸件 经营类型： 企业性质： 私营独资企业 企业人数： 11 - 50 人 企业注册资金： 所属行业：金属制造业联系人： 王文艺 先生 所在地区： 河北省 沧州 电话： 0317 8356363 传真： 0317 8357788 邮政编码： E-mail： 详细地址： 中国 河北 泊头市 泊头市泊镇张庄子 泊头市同旭有色金属铸造厂我厂生产加工铜、铝铸件。有沙铸、树脂沙铸、金属模铸造及压铸铝合金、锌铝合金铸件（可压铸几克到三百克以内的铸件）。河北省河间市津华铸造厂：河北津华是一家大型压铸及锌铝合金件的专业厂家，现有员工80人，其中科技人员约占25%，公司拥有5000多平方的一流厂房、先进生产设备和检测设备，资产总额500余万元。产品设计合理，全部达到国家标准，被省市两级有关部门授予重合同、守信用单位，产品畅销全国各地，产品广泛应用于沈客、北汽、天汽等大型企业，受到新老用户的信赖和好评。同时，对外承接各种规格、型号的高、中、低锌合金、铝合金压铸件,从铸造-精加工-抛光-外观处理一条龙生产服务，质量已被同行业认可。可根据客户的要求加工订做各种规格、型号的压铸件模具。公司秉乘“质量第一，用户至上”的服务宗旨，以“精益求精，不断进取”的企业精神向广大客户推出更好的产品，愿公司能成为您忠实的贸易伙伴，公司经理刘建彬携全体员工热忱欢迎各界朋友惠顾，我们愿以最优质的服务与您携手共创美好的未来；共同开拓二十一世纪的压铸市场！铝合金压铸件铝合金压铸件电话：3803377 移动电话： 013931759280 传真：地址： 中国 河北 石家庄市 河北省河间市尊祖庄工业区 邮编： 062454 公司主页： 保定内燃机厂 河北省徐水县复兴路立交桥西化学镀镍磷合金加工作者：徐旭东上传日期：2006-6-27江苏靖江双得利表面技术公司业务范围：专 业 从 事 化 学 镀 镍 磷 合 金 加 工 业 务加工技术：金属表面化学镀NI-P工艺 ，全面取代电镀处理本公司加工工艺可在钢、铸铁、铝合金、铜合金等材料表面形成光亮如镜的镍磷合金镀层，硬度可高达HV1000，相当HRC69，具有很高的耐磨性和耐腐蚀性，镀层结合力好、厚度均匀。镀速快，可达20m/小时。一、技术特性：1、耐腐蚀性强：该工艺处理后的金属表面为非晶态镀层，抗腐蚀性特别优良，经硫酸、盐酸、烧碱、盐水同比试验，其腐蚀速率低于1cr18Ni9Ti不锈钢。2、耐磨性好：由于催化处理后的表面为非晶态，即处于基本平面状态，有自润滑性。因此，磨擦系数小，非粘着性好，耐磨性能高，在润滑情况下，可替代硬铬使用。3、光泽度高：催化后的镀件表面光泽度为LZ或8-10可与不锈钢制品媲美，呈白亮不锈钢颜色。工件镀膜后，表面光洁度不受影响，无需再加工和抛光4、表面硬度高：