铝的阳极氧化上色化学抛光技术#清晰整齐

1、铝阳极氧化及染黑工作经验介绍(图)1.1夹具的特点用于阳极氧化的夹具与用于电镀的吊架有很大的不同。阳极氧化夹具不宜使用类似于电镀用挂钩的挂钩，因为阳极氧化时，夹具和工件表面会迅速形成氧化膜，如果夹具和工件在加工过程中稍有松动，就会改变接触位置，阻碍电流流动。因此，有必要用弹性夹具夹紧工件。只有这样，阳极氧化过程才能正常进行。1.2夹具的结构形式建议使用单独的夹具结构。如果使用装配好的夹具结构，铆接或焊接部分在多次使用后会因腐蚀而变松，这将阻碍阳极氧化过程中的正常电流流动。同时，夹具应具有一定的横截面积。具有一定截面的夹具具有足够的弹性和夹紧力，使工件与夹具保持良好的接触，保证被夹紧工件阳极氧化

2、所需的电流正常流动。避免接触不良产生的热量灼伤工件。1.3夹具材料的选择硬铝是制造夹具的最佳选择，具有良好的弹性、紧固性和耐用性。2.工件的夹紧2.1夹具的清洁和薄膜去除。在阳极氧化过程中，夹具也会产生氧化膜。因此，在重新使用使用过的夹具之前，必须去除氧化膜。剥膜可以在铝的脱脂溶液中进行。也可以在夹具和工件之间的接触部分填充氧化膜。这种方法也可以延长某些夹具的使用寿命。下载(37.24千字节)2009-8-5 23:492.2夹紧位置的选择应正确选择工件的夹紧位置，一般应夹紧在工件的二次表面(即非装饰部分)。否则，工件与夹具之间的接触部分不会产生氧化膜，因为它被夹具所覆盖，当然也不会染上颜色，

3、这里会出现明显的白点，影响外观质量。此外，还应考虑夹紧后悬浮在溶液中的工件凹面部分是否会产生气穴现象。2.3为防止工件夹紧变形，夹具不同于悬挂工具，且夹具具有一定的弹性。夹紧变形工件时应特别注意，避免用力过大造成工件变形。2.4为防止夹紧过松，当工件夹紧过松时，夹具和工件之间的电流会通断，在这种情况下，工件很可能会烧伤。2.5将待染色的阳极氧化零件一个接一个地夹紧。一些单元用筛网将一些小零件粘合起来，或者用其它方法进行阳极氧化处理。虽然这种方法在某些场合可以节省工时，提高效率，但它只能用于一些对质量要求不高的自然阳极氧化，即使少量工件不能在相互覆盖的地方形成氧化膜，也不容易识别。然而，对于需要

4、染成黑色的工件，采用这种夹紧方法显然是不可取的。夹紧必须一个接一个地进行，以确保阳极氧化的质量。3阳极氧化工艺条件的控制3.1溶液温度和电压之间的关系在额定范围内，溶液温度越低，所需电压越高，因为当溶液温度低时，氧化膜形成缓慢且膜致密。为了获得具有一定厚度的氧化膜，阳极氧化过程需要增加电压。当溶液的温度高时，氧化膜的溶解速率增加，产生的氧化膜变松。此时，降低电压可以适当地提高氧化膜的质量。3.2阳极氧化溶液温度和时间的关系溶液温度越低，阳极氧化时间越长。因为当溶液温度低时，氧化膜的形成速度慢。随着溶液温度的升高，氧化膜的形成速度加快。此时，必须缩短阳极氧化时间，否则，氧化膜的外电阻将增加，膜将

5、溶解，导致工件尺寸变化、表面粗糙和膜脱落。上述措施只是应急措施，没有冷却设备和加热装置。4 .染黑液的配方及制备工艺4.1配方及工艺条件酸性发素甲TT 20 30克/升酸性湖蓝2 3克/升温度50 70时间10 15分钟酸碱度3 3.5(或4.5 5.5) 4.2制备方法首先将溶液煮沸，使染料完全溶解，并确保无丘疹。溶液冷却后，用滤纸过滤，除去不溶颗粒和浮在液体表面的油性物质。最后，测量酸碱度，并用冷醋酸或氨水调节至工艺要求。5染色过程中的注意事项5.1染色前加强洗涤。工件从阳极氧化槽中取出后，应充分清洗，尤其是工件的缝隙和盲孔。否则，残留的酸碱会在染色过程中缓慢流出，使染液的酸碱度偏离正常范

6、围，使残留的酸碱部分表面颜色明显不同于干净部分，甚至腐蚀氧化膜而呈白色。5.2阳极氧化后，阳极氧化后立即对工件进行染色。阳极氧化后，如果工件暴露在空气中时间过长，薄膜的孔隙会收缩，并可能被污垢污染，导致染色困难。如果染缸太小，无法批量染色，将待染色的碎片浸泡在清水中。5.3染色时，工件不能重叠，尤其是平面部分。否则，重叠部分将被覆盖以形成正表面和负表面。5.4如果染色后的工件表面没有清洗干净，残留的颜料会污染组件。6清洁工作的注意事项6.1小心移除工件，以防止移除夹具时划伤工件，否则会有白色痕迹。松开夹具，让工件自由落下，在松开夹具之前，不要用力拉工件。6.2工件干燥方法：首先，工件孔内的水分

7、应甩干净，以免残留水分污染工件表面。干燥方法是用毛巾擦干，将铝材或操作过程中产生的表面浮霜擦拭干净。6.3包装要求：最好使用柔软、干净的纸，并逐个包装，防止相互刷擦。7染黑液的维护保养染黑液的维护保养主要是为了保持溶液的酸碱度。根据相关数据，酸性ATT染料由酸性蓝黑10B和酸性橙组成，具有不同的扩散特性。当染液的酸碱度在5 6或3 3.5范围内时，酸性橙II和酸性蓝黑10B的吸收较好，氧化膜的吸收量也较大。薄膜中两种染料的用量符合比例要求，得到的颜色为正常黑色。当pH值约为4时，氧化膜对酸性橙的吸附量增加，吸附量自然增加。胶片中的酸性橙比正常比例大，所以颜色呈淡红色。当pH值回到3 3.5或5

8、 5.5时，氧化膜对酸性橙的吸收将再次下降，被染色的工件将再次呈现正常的黑色。因此，准确控制黑色染料溶液的酸碱度非常重要。以上介绍只是作者的初步知识。虽然帮助工厂解决这一问题的过程已经取得了成果，但是经过仔细的鉴定，作者很快找到了故障原因并提出了解决方案。现在它被分类如下。请批评并改正错误。2故障原因及解决方法分析2.1黑色和蓝色通常是由以下四个原因造成的： 阳极氧化溶液温度过低，阳极氧化时间过短，电压过低，染色溶液的酸碱度接近中性。经过分析，该厂的质量问题是由于阳极氧化溶液温度过低，阳极氧化时间没有延长，电压相应升高造成的。结果表明，该工艺在夏季首次在工厂应用，阳极氧化溶液温度高达28 30

9、。当时，开槽大师将阳极氧化黑色片的氧化时间设定为30 40分钟，这在当时是正确的。然而，随着溶液温度的变化，阳极氧化时间必须改变。由于操作人员没有这方面的经验，四个多月后进入冬季，阳极氧化溶液温度从28 30下降到近10，阳极氧化时间保持在30 40分钟。这个问题很快就解决了。2.2表面起霜，类似于大理石花纹，多发生在大面积工件上。原因可能是： 工件在预处理时没有用碱彻底清洗。当工件未被碱彻底清洗时，基底表面的原始氧化膜无法被清洗，这使得在此处难以产生人工氧化膜，导致不着色。然而，在原始氧化膜被清洁和着色的地方产生人造氧化膜，从而形成不规则的图案。此外，其中一些在完全碱洗后没有及时在硝酸中发光

10、，并且它们在转移到阳极氧化槽之前在空气中放置了很长时间。在这种情况下，获得的氧化膜在染色后也可能出现图案现象。阳极氧化前的预处理质量是获得氧化膜质量的关键，应引起重视。如果染液温度过低，染色性能会降低，染色速度会变慢。染色时间应延长，染色件应经常摇动，以确保颜色均匀。在可能的条件下，应加热染色溶液，以确保染色件的质量。(3)染液表面有油污。染液表面的油膜由颜料携带。要除去这层油膜，溶液应该用滤纸过滤或用原纸拖动。为了避免工件进入染液时因油膜覆盖工件表面而造成颜色不均匀和起霜，通常的做法是工件进入染液后在液面下晃动几次，这样吸附在工件表面的油膜就会脱落。由上述最后两个原因引起的染色层质量问题可以

11、在铬酸溶液或硝酸溶液中去除，然后再进行染色。2.3局部染色不是着色。从现场修复的零件可以看出，这方面的质量问题比较严重，主要有以下几个方面： 2.3.1阳极氧化后，染色前应防止工件接触油污或碱性物质，以免染色时氧化膜与染液隔离或损坏。发现该厂操作人员手上的油污在夹紧时污染了工件，使有油污的零件无法染色。建议先夹紧，然后用碱清洗。2.3.2阳极氧化过程中工件的夹具位置或悬挂角度不当对氧化膜质量有很大影响，特别是由此产生的气穴现象并不少见。为了避免这一问题，除了要特别注意夹紧和悬挂过程外，在阳极氧化和染色过程中还要多次摇动工件，以便及时消除在该过程中工件凹部产生的气体。2.3.3染色时，染色时相互

12、贴合形成的“正反两面”经常出现在平坦部位，这种情况下的工件应在干燥前挑出，在铬酸或硝酸溶液中褪色后再染色。为了防止工件在染色过程中粘在一起，可采用以下方法： 染色时不要将工件从夹具上取下，拿起夹具进行染色，并摇动夹具(2)从夹具中取出后，将其放入塑料篮中进行染色。染色时，在液面以下轻轻摇动几次，以获得均匀的外观质量。需要注意的是，只能在染液中轻轻摇动，否则工件会被刷掉并显示出白色痕迹。2.4表面浮灰2.4.1染液温度高于：当染液温度较高时，着色速度加快。其结果是，酸性变色酸中分子较小的酸性橙组分“领先于其他组分”，这导致酸性变色酸的另一组分酸性蓝黑色IOB被“推出”，导致浮灰。因此，获得的染色

13、层看起来是红色的。2.4.2阳极氧化溶液的温度偏高：当阳极氧化溶液的温度偏高时，氧化膜的溶解速度加快，结果，溶解产生的氧化膜产生粉末状物质，即“浮灰”。为了避免高温季节浮灰的增加，阳极氧化溶液的温度应保持在正常的工艺规范范围内，以保证产品质量。笔者提出以下解决方案：调整工作班次：将白班改为夜班，夜间温度通常比白天低5 10。多槽轮流工作：阳极氧化一次或多次后，由于焦耳效应，溶液温度升高。当它超过过程允许的温度时，它应该停止工作，让它自然冷却。下一个槽中的工件在另一个阳极氧化槽中进行，这样反过来操作不会影响生产，也避免了高温溶液对阳极氧化膜的影响。更换大容积槽：增加了阳极槽的容积，对于相同表面积

14、的工件，溶液的升温会相应减缓。(4)将一次负荷减少：当槽内的负荷减少后，阳极过程中产生的焦耳热也相应减少，从而降低了溶液的加热速率。后续工作：当溶液温度超过允许值时停止工作，当温度降至工艺范围时继续工作。水冷方式：应采用井水，因为井水冬暖夏凉，能起到一定的控温作用；水塔上的储备水冬季凉爽，夏季温暖，不适合用作冷却水。2.5染黑中的红色主要是由于未能控制染液的酸碱度。据了解，酸性亚菁由酸性蓝黑色IOB和酸性橙组成。在一定的pH范围内，这两种成分进入膜孔的比例满足阳极氧化膜纯黑色染色的要求。当酸碱值超过或低于这个最佳范围时，进入膜孔的两种成分的比例就失去平衡，染色的颜色是黑色中的绿色或黑色中的红色

15、。发现染色溶液的酸碱度和阳极氧化铝膜上的优异染色色调之间的关系示于下表1中。表1铝阳极氧化膜染色液的酸碱度与染色色调的关系 酸碱度3 4567 2.6工件下端的近边缘被染色的原因是没有形成氧化膜众所周知，阳极氧化前一天对工件进行了碱洗，碱洗后的中和和水洗不够充分，让其自然干燥，使铝零件表面带碱性的游离水缓慢流下，当其到达终点时，会聚集水滴，并不会长时间消失。水滴中的酸性或碱性物质与铝部件反应，特别是水滴周围容易吸收氧气的部件，在阳极氧化过程中不会分解，从而防止阳极氧化过程中形成人工氧化膜。解决方案： 预处理过程应认真执行，过程应简化，无可怕的麻烦。 对于有盲孔的工件，在每次预处理过程中，都要清

16、除盲孔中的残留溶液；预处理后，不能用压缩空气干燥或在烘箱中烘烤；(4)在自然干燥过程中，始终使用干净的毛巾来吸收水滴，以防止水中的酸碱物质d经过一段时间的处理，该厂阳极氧化黑染色工艺的质量问题已经基本解决，但很难说能否长期保持，因为以上问题都是技术上的不足，以及操作人员责任心不强等主观因素。笔者认为：不仅要加强对工人的技术培训，还要加强对工人的职业道德教育。此外，流程的制定和管理需要不断改进，否则仍难以彻底解决隐患。铝的阳极氧化是以铝或铝合金为阳极，铅板为阴极，在硫酸、草酸和铬酸的水溶液中电解，在其表面形成氧化膜。其中，硫酸阳极氧化被广泛使用。铝及铝合金的硫酸阳极氧化膜具有很高的吸附能力，易于密封或着色，进一步提高其耐腐蚀性和外观。阳极氧化膜厚度一般为3 15 m。铝合金硫酸阳极氧化工艺是一种操作简单、电解液稳定、成本低廉的成熟工艺。然而，在硫酸阳极氧化过程中不可避免地会出现各种缺陷，影响氧化膜的质量。认真总结和分析失效原因，采取有效的预防措施，对提高铝合金硫酸阳极氧化质量具有重要的现实意义。1 .