铝合金导电氧化

铝及铝合金导电氧化工艺的研究与应用铝及铝合金化学氧化后涂漆可以大大提高基体与涂层之间的结合力，增强铝的耐蚀性。传统的铝阳极氧化膜由于表面电阻大，不能满足产品的电磁屏蔽性能要求。为了提高氧化铝膜的电磁屏蔽和耐腐蚀性能，提出了一种铝合金导电氧化工艺。介绍了该膜的原理、工艺流程及维护。测量了膜的外观、导电性和耐腐蚀性。结果表明，该工艺得到的氧化膜无色透明，具有良好的导电性，并具有一定的耐腐蚀性。:铝合金；氧化电导率一.导言：铝及铝合金具有重量轻、易加工、装饰性好等优异性能。然而，未经保护处理的裸铝耐腐蚀性差，表面硬度低，磨损后表面会产生一层黑灰，因此通常采用阳极氧化对铝进行保护处理。阳极氧化是在有电的情况下，将铝零件放入以零件为阳极、不锈钢为阴极的电解槽中，从而在零件表面产生一层相对致密的氧化铝膜。尽管阳极氧化膜具有良好的保护性和耐磨性，但它具有高电阻且不导电。随着科学技术的飞速发展，集成电路被广泛应用于各个领域。与晶体管相比，集成电路具有体积小、效率高等优点，但其致命的缺点是抗干扰性能差，这使得产品的稳定性和可靠性大大降低。因此，在电子产品的设计中，通常要求容纳集成电路的整个外壳具有良好的导电性。通过铝和铝合金的导电氧化工艺获得的氧化膜具有导电性，这是其独特的性能，并且该膜具有良好的保护和装饰性能。铝及铝合金的导电氧化工艺操作简单，无需特殊设备。近年来，人们进一步认识到，导电氧化物膜层易于吸附有机涂层并具有良好的结合力，因此其在涂料和电泳涂料基材中的应用也逐渐发展起来。以下是整个过程的简要描述。第二，原则铝及铝合金的表面处理工艺包括阳极氧化和化学氧化，化学氧化膜是导电的，但通常为彩虹色，影响产品的美观。在化学氧化工艺的基础上，我们成功开发了导电氧化工艺。在此过程中，铝部件在含有铬酐和磷酸的酸性溶液中进行化学处理，以获得具有良好导电性和某些保护性能的透明保护膜。铝膜形成反应式为：Al CrO3 2H3PO4 AlPO4 CrPO4 3H2O三。预处理(1)除油铝在空气中极不稳定，容易形成肉眼难以识别的氧化膜。由于铝部件的铸造和成形工艺不同，这些铝部件或者通过直接剪切压制板形成，或者通过机械精加工形成，或者通过不同的工艺形成，然后进行热处理或焊接等。通过上述不同的加工过程，工件表面会留下不同的状态和不同程度的污垢或痕迹，在预处理过程中必须根据工件表面的实际情况来选择预处理过程。精加工零件预处理中应注意的问题：虽然精加工零件表面的自然氧化膜是新形成的，容易去除，但它又细又重，特别是在孔内和孔周围(由于加工过程中的润滑要求而增加)。这些工件必须先用有机溶剂清洗。如果直接用碱清洗，很难去除油污，精细加工的表面不能承受长期的碱腐蚀。结果，工件表面的粗糙度和公差的匹配将受到影响，并且它们最终将成为废品。铸造模制件预处理过程中应注意的问题：铸造模制件并非所有表面都经过机加工。未加工的表面在铸造过程中留下过厚的氧化层，一些表面夹有砂层。一般来说，机械加工或喷砂方法首先去除该零件上的原始氧化膜，或在加工前进行碱洗。只有这样才能去除未加工零件上的原始氧化层，避免加工零件的公差尺寸变化。热处理或焊接工件预处理过程中需要注意的问题。根据工艺要求，工件在转移到热处理或焊接工艺前需要用有机溶剂清洗，以去除表面的油污。然而，目前这通常是不可能的。因此，在工件表面形成一层油性烧结结焦物质。这层焦化物质在有机溶剂中很难除去。如果浸泡在碱液中，会造成局部腐蚀、点蚀或不均匀，严重影响产品质量。这层焦炭在浓硝酸中浸泡后会变软。焦炭软化后，可以通过在碱液中轻微洗涤将其完全除去。如果油污不太严重，有机溶剂可以在溶剂中浸泡一小段时间。严重的油污应该用蘸有溶剂的棉纱擦拭或用毛刷刷洗。操作时应注意安全，使用后剩余的溶剂应妥善保存。(2)风干无论使用哪种有机溶剂清洗方法，都不能忽略空气干燥过程，否则清洗意义将会丧失。(3)装订(1)绑扎材料应选用铝丝，禁止使用铜丝和镀锌铁丝，可用退去锌层的铁丝。(2)最好将一块稍大的工件装订成册，并尽可能将其装订在最靠近零件边缘的孔中，以减少对工件表面的影响。(3)不同种类的工件不应捆绑在一起，因为不同成分(品牌)的铝的氧化处理时间不同。(4)注意绑扎构件悬空的方向，避免凹陷部位因向下而产生窝气四.工艺流程工艺流程如下：铝合金零件常温脱脂水洗碱液腐蚀精蚀刻水洗硝酸(1: 1)酸洗水洗化学导电氧化水洗密封水洗纯水洗涤干燥。预处理后，应立即转移到氧化工序，以防止工件在大气中放置太长时间后产生的自然氧化膜影响氧化层的质量。虽然再次浸泡在干净的水中比暴露在空气中要好，但是不应该浸泡太久。氧化过程中溶液的温度是一个关键的工艺条件。如果溶液的温度太高，成膜速度将加快，氧化膜易于粉化。溶液温度太低，成膜速度慢，生成的膜色调弱，附着力差。为了在相同类型的铅材料表面获得相同的颜色，应该在相同的溶液温度下同时对其进行处理。在一定范围内，温度与时间成反比，即溶液温度越高，所需时间越短，反之，所需时间越长。铝的纯度越高，需要的氧化处理时间就越长。氧化处理时间不足，生成的氧化膜过轻。铝的纯度低，氧化时间缩短。否则，氧化膜将变得陈旧，甚至影响膜的导电性。为了获得均匀的氧化膜颜色，可以在氧化过程中在溶液中摇动小块，并且可以通过搅拌溶液或静态处理(不搅拌溶液或摇动工件)来处理大块，从而防止由于工件的边缘部分和溶液之间的交换机会比工件的中心部分增加而产生不均匀的氧化膜颜色。V.后处理(1)循环水冲洗对于有盲孔和狭缝的工件，应加强对这些零件的冲洗，并扔掉里面的残余溶液，以防止氧化溶液流出并损坏氧化表面。(2)热水冲洗热水清洗的目的是老化膜层。然而，水温和时间应该严格控制。如果水温太高，薄膜会变薄，颜色会变浅。如果处理时间过长，也会出现上述类似的问题。适宜的温度和时间为：40 50和0151 min。(3)干燥干燥方法最好自然干燥。用热水清洗的工件斜挂在机架上，使工作面上的自由水垂直向下流动。流到下角边缘的水滴用毛巾吸掉，用这种方法干燥的薄膜颜色不受干扰，看起来很自然。(4)老化老化方法可根据气候条件确定。在有阳光的夏天，它可以在阳光下曝晒。在雨天或冬天，它可以在烤箱里烘烤。工艺条件为：，40 50，10 15分钟。(5)自检工件用循环水清洗后应进行自检。如果发现缺陷，可以在碱性溶液中去除，暴露在光下后再氧化。不合格的导电氧化膜应在干燥和老化前剔除。如果在干燥和老化后难以去除膜层，并且工件表面的粗糙度将受到影响，则通过各种方法测试后发现以下方法是有效和简单的。在不影响工件表面质量的情况下，具体工艺如下：首先将不合格的工件夹在夹具上进行铝阳极氧化，然后按照铝在硫酸溶液中的阳极氧化方法进行阳极氧化2-3分钟，待膜层变软脱落后再进行导电阳极氧化，然后用碱溶液和硝酸轻洗。对于已形成3小时以上或已干燥的薄膜，可将其浸泡在碱性化学脱脂槽中约100分钟，然后用1: 1的硝酸去除。为了在时效后去除不合格膜时不影响工件的表面质量，郑瑞庭推荐以下具体工艺：首先将不合格的工件夹在夹具上进行铝阳极氧化，然后按照铝工件在硫酸溶液中的阳极氧化方法进行阳极处理2 2 3分钟。当膜层变软脱落后，用碱液稍微清洗并暴露在硝酸中，即可再次进行导电化学氧化。铝和铝的导电氧化(1)氧化过程中，如果零件表面有油污，油污上不会产生氧化膜。因此，除油非常重要。轻微的油污可以浸泡并去除。刷子用于去除重油污渍。每班结束时，应清除储罐液体表面的油渍。(2)绑扎材料应选用铝线，稍大的工件应尽量绑在离工件边缘最近的孔内，以减少对工件表面的冲击。悬挂时要注意被捆绑工件的方向，避免因凹部位置向下而产生窝气。(3)有盲孔或缝隙的工件应用水清洗，以彻底清除残留溶液，以免污染下一道工序。(4)铝和铝合金工件通常可以用11的硝酸水溶液漂白。对于含硅铝合金工件，应采用3: 1的硝酸：氢氟酸溶液，尽量不要带水。(5)预处理后，应立即将工件转移到氧化工序，以防止氧化膜在大气中停留时间过长而产生自然氧化膜，影响氧化膜的质量。在氧化过程中，溶液温度的控制非常重要。如果温度太高，成膜速度将加快，氧化膜易于粉化。溶液温度过低，成膜速度慢，附着力差。不合格零件可用体积比为(11)的硫酸或硝酸浸泡1 2分钟，去除氧化膜。对于有丝孔的工件，碱蚀和精加工时间应严格控制在工艺范围内，以免造成过度腐蚀和损坏螺纹。参考：李阳。，金导电氧化物薄膜的制备技术。材料保护，2003，36 (4) :70。闫国平。化学氧化在铝合金表面的应用。材料保护，1997，30 (5) :34。侯荣杰、王丙申、袁长生。铝和铝合金的化学导电氧化。表面工程信息(电镀版)。侯荣杰，宋勇，林青山。铝和铝合金的化学和导电氧化。中国电镀材料信息，2002，2 (7) :45。上海新华无线电厂。铝及铝合金的导电氧化过程。材料保护，1975，8 (4)。冯华华。铝及其合金的化学氧化。材料保护，1996，29 (9) :37。白振亚。铝和铝合金的化学氧化。电镀与环境保护，2000，20 (5) :37 38。唐春华。铝及铝合金的室温彩色化学氧化过程。硬件技术，2001，29 (5) :27 28。董建国，杨军。铝的化学氧化。电镀与环境保护，2000，20 (6) :32。郑瑞婷。铝及铝合金导电氧化工艺经验。电镀与抛光，2000，19 (3)。郑瑞婷。铝及铝合金导电氧化工艺经验一文的补充。电镀与抛光，2002，21 (4) :59。郑瑞婷。600例电镀实践。北京：化学工业出版社，2004。王文忠。铝及其合金转化膜的处理。电镀与环境保护，2002，22 (6) :04。刘玉波。表面处理技术全集，M。北京：中国计量出版社，1996。曾华良，吴，陈，等.北京：机械工业出版社，1998。16张运城，胡润南，项荣。电镀手册。北京：国防工业出版社，1997。华民，廖。2铝及其合金铬酸盐转化处理槽中氟离子的测定。电镀和精加工。2002，21 (3) :42 44。18张运城