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铝合金表面上如何生成优质的硬质氧化膜层

2021-08-06
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铝和铝合金表面上能否生成优质的硬质氧化膜层,主要取决于电解液的成份浓度,温度,电流密度,及其原材料的成分。

    1、电解液的浓度

    采用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时,一般在10%~30%浓度范围内,浓度低时,氧化膜硬度高,特别是纯铝比较明显,但对铜含量较高的铝合金(CY12)例外。因为含铜量较高的铝合金易生成CuAl2的化合物,工业铝型材这种化合物在氧化时溶解速度较快,极易烧毁铝零件。所以一般不适合用低浓度的硫酸电解液,必须在高浓度(H2SO4在 300~400g/L)中进行氧化处理或采用交直流电叠加法处理。

    2、温度对层膜的影响

    电解液温度对氧化膜的耐磨性影响极大,一般来说,如果温度下降,那么铝和铝合金的阳极氧化膜耐磨性能就增高,这是由于电解液对于膜的溶解速度下降所造成的,为了获得较高硬度的氧化膜。我们要掌握温度在±2℃范围内进行硬质阳极氧化处理为好。

    3、电流密度

    提高电流密度,氧化膜生长速率加快,氧化时间缩短,膜层受硫酸溶解时间减少,膜层溶解量减少,膜层硬度和耐磨性提高。但当电流密度超过极限电流时,由于氧化时发热量大增,使阳极工件界面温度过高,膜的溶解速率加快,膜的硬度反而降低。

    如电流密度过低,电压升高过于缓慢,虽然发热量减少,工业铝型材但要获得较厚的氧化膜,氧化时间必然加长,导致膜层受硫酸溶解的时间延长,所以氧化膜硬度降低。关于电流密度和氧化膜硬度、耐磨性、氧化膜生长速率的关系比较复杂,要想得到理想的氧化膜层,要根据不同的合金材料来选择合适的电流密度,通常取2~2.5 A/dm?。

    4、合金成分的影响

    铝合金成分和杂质对硬质氧化膜的质量有较大影响。主要表现在对膜层的均匀性和完整性的影响。对于铝一铜、铝硅、铝一锰合金,采用直流电硬质阳极氧化困难较大。当合金中铜含量超过5%、硅含量超过7.5%时,不适宜采用直流硬质阳极氧化。工业铝型材如采用交直流叠加或脉冲电流法进行硬质阳极氧化,合金元素及杂质含量范围可以扩大。

    5、氧化膜层生长速率

    提高电流密度和降低电解液温度时工业铝型材,氧化膜层生长速率提高。电解液浓度低时,对膜层的溶解量减少,可促使氧化膜层的生长。欲获得致密、耐蚀性强的氧化膜层,必须降低膜的生长速率。


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铝合金表面上如何生成优质的硬质氧化膜层

铝和铝合金表面上能否生成优质的硬质氧化膜层,主要取决于电解液的成份浓度,温度,电流密度,及其原材料的成分。

    1、电解液的浓度

    采用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时,一般在10%~30%浓度范围内,浓度低时,氧化膜硬度高,特别是纯铝比较明显,但对铜含量较高的铝合金(CY12)例外。因为含铜量较高的铝合金易生成CuAl2的化合物,工业铝型材这种化合物在氧化时溶解速度较快,极易烧毁铝零件。所以一般不适合用低浓度的硫酸电解液,必须在高浓度(H2SO4在 300~400g/L)中进行氧化处理或采用交直流电叠加法处理。

    2、温度对层膜的影响

    电解液温度对氧化膜的耐磨性影响极大,一般来说,如果温度下降,那么铝和铝合金的阳极氧化膜耐磨性能就增高,这是由于电解液对于膜的溶解速度下降所造成的,为了获得较高硬度的氧化膜。我们要掌握温度在±2℃范围内进行硬质阳极氧化处理为好。

    3、电流密度

    提高电流密度,氧化膜生长速率加快,氧化时间缩短,膜层受硫酸溶解时间减少,膜层溶解量减少,膜层硬度和耐磨性提高。但当电流密度超过极限电流时,由于氧化时发热量大增,使阳极工件界面温度过高,膜的溶解速率加快,膜的硬度反而降低。

    如电流密度过低,电压升高过于缓慢,虽然发热量减少,工业铝型材但要获得较厚的氧化膜,氧化时间必然加长,导致膜层受硫酸溶解的时间延长,所以氧化膜硬度降低。关于电流密度和氧化膜硬度、耐磨性、氧化膜生长速率的关系比较复杂,要想得到理想的氧化膜层,要根据不同的合金材料来选择合适的电流密度,通常取2~2.5 A/dm?。

    4、合金成分的影响

    铝合金成分和杂质对硬质氧化膜的质量有较大影响。主要表现在对膜层的均匀性和完整性的影响。对于铝一铜、铝硅、铝一锰合金,采用直流电硬质阳极氧化困难较大。当合金中铜含量超过5%、硅含量超过7.5%时,不适宜采用直流硬质阳极氧化。工业铝型材如采用交直流叠加或脉冲电流法进行硬质阳极氧化,合金元素及杂质含量范围可以扩大。

    5、氧化膜层生长速率

    提高电流密度和降低电解液温度时工业铝型材,氧化膜层生长速率提高。电解液浓度低时,对膜层的溶解量减少,可促使氧化膜层的生长。欲获得致密、耐蚀性强的氧化膜层,必须降低膜的生长速率。