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硫酸硬质阳极氧化工艺方法

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硫酸硬质阳极氧化工艺方法

发布日期:2018-10-12 作者:江苏柏瑞鑫铝业科技有限公司 点击:

硫酸硬质阳极氧化工艺方法


硫酸硬质阳极氧化工艺方法


用硫酸电解液进行硬质阳极氧化的处理方法,与普通硫酸阳极氧化处理方法有所不同。

  硫酸硬质阳极氧化所用硫酸电解液在-10~10℃的低温下进行。

  由于硬质氧化所生成的氧化膜层具有较高的电阻,会直接影响到电流强度和氧化作用的进行。为了获得较厚的氧化膜层,必须提高外加电压,以消除氧化膜层电阻大的影响,使电流密度保持恒定,保证工件表面继续进一步氧化。

  由于通过较大电流时会产生大量的发热现象,加上氧化膜的生成本身也会放出大量的热量,使工件周围电解液温度剧升。温度的升高一则使氧化膜层溶解加剧;二则温度过度集中易造成接触位烧毁。所以在氧化过程中要有大功率制冷系统,并有强制剧烈搅拌,以抑制温度的上升和局部过热现象发生。

  H2SO4硬质阳极氧化配方及工艺条件

  在进行硫酸硬质阳极氧化时应注意以下几点。

  ①氧化之前,启动冷却装置将电解液冷却至工艺规定范围,开启抽气系统和打气装置。

  ②将氧化工件装夹牢固,使其在加工过程中不得有松动脱落现象发生。工件装夹应合理,以保证氧化电流分布均匀。工件间应有一定间距,以利于热量传递。各挂具和阳极导电杠确保导电良好。工件和阴极应有一定距离,切不可有短接现象发生。

  ③采用恒电流法。氧化开始时电流密度一般为0.3~0. 5A/dm2,在25min内,分5~10次逐渐升高至2.5 A/dm2(或工艺规定的电流密度),保持电流密度恒定,每隔5min观察并调整一次电流密度直到氧化结束。开始时氧化电压一般取6~9V,最终电压视氧化膜厚度而定。

  ④在氧化过程中应随时观察电压与电流变化情况。如发现电压突降,说明有部分工件氧化膜被溶解击穿,应立即断电,取出氧化膜已被溶解击穿的工件,其余工件再继续氧化。

  2.影响氧化膜硬度和氧化膜生长速度的因素

  (1)电解液浓度的影响  用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时,其硫酸浓度范围在10%~30%之间。当浓度低时,获得的膜层硬度高,特别是纯铝更加明显。但对于含铜量较高的合金材料除外,因为含铜量较高的合金中存在有CuAl2金属化合物,在氧化过程中溶解速率较快,易成为电流聚集中心而被击穿。所以对含铜量较高的合金材料,应采用较高浓度的硫酸电解液进行硬质氧化。

  (2)电解液温度  电解液温度对氧化膜层的硬度和耐磨性有较大影响。一般来讲,温度越低,膜层耐磨性增大。主要是因为在低温情况下,电解液对膜的溶解作用明显减弱,为了获得耐磨、硬度高的膜层,应采用低温氧化,并控制温度变化不可超过±2℃为宜。如采用纯铝来进行硬质阳极氧化,温度接近0℃时其硬度反而下降。所以为了获得高硬度氧化膜层,对于有包铝的工件,在4~8℃的条件下进行硬质阳极氧化为宜。

  (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,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/dm2。

  (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。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,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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