影响
铝合金氧化质量的因素众多,这些因素在铝合金阳极氧化过程中起着至关重要的作用。以下是一些主要的影响因素:
一、铝合金成分
铝合金中的不同元素会直接影响氧化膜的质量和性能。例如,铝合金中常添加的铜、硅、铁等元素,在阳极氧化过程中可能残留在表面形成“灰”,导致氧化膜不均匀,影响反射率、颜色和耐蚀性。此外,不同成分的铝合金在阳极氧化处理时,应注意不能在同一槽内进行,以避免相互干扰。
二、电解液条件
硫酸浓度:硫酸是阳极氧化常用的电解液。通常,硫酸浓度在15%~20%之间。浓度升高会增加膜的溶解速度,降低生长速度,使膜的孔隙率高、吸附力强,但硬度和耐磨性可能略差。降低硫酸浓度则能提高氧化膜的生长速度和硬度,但孔隙率会减少。
电解液温度:电解液温度对氧化膜质量有很大影响。温度升高会加快膜的溶解速度,降低膜厚。适宜的温度范围(如22~30℃)可以得到柔软的、吸附能力好的膜,但耐磨性较差。温度过高(如大于30℃)会导致膜疏松且不均匀,甚至不连续,硬度低。而温度过低(如低于10℃)则会使膜厚度增加,硬度高,但孔隙率低。
搅拌与移动:搅拌和移动可以促进电解质的对流,增强冷却效果,保证溶液温度的均匀性,避免因金属局部温升而导致氧化膜质量下降。
三、工艺参数
电流密度:电流密度是影响氧化膜生长速度和质量的关键因素。在一定范围内,电流密度增加会加快膜的生长速度,缩短氧化时间,增加膜的孔隙率和硬度。但电流密度过高会导致零件表面过热,局部溶液温度下降,增大薄膜的溶解速度,甚至可能烧毁零件。电流密度过低则膜生长速度缓慢,生成的膜较致密但硬度和耐磨性降低。
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的膜层厚度。在相同条件下,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,由于膜电阻升高和温升导致的溶解速度增加,膜的生长速度会逐渐降低。
四、其他因素
铝合金表面状态:铝合金表面的清洁度、粗糙度等状态会直接影响氧化膜的质量。因此,在阳极氧化前需要对铝合金表面进行预处理,如酸洗、打磨等,以去除表面的杂质和氧化物。
环境与设备:环境的湿度、温度和氧气浓度等条件也会对氧化层质量产生影响。同时,电解设备的性能如电源稳定性、电解槽的平整度等也直接关系到氧化层的质量和颜色。