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铝及铝型材阳极氧化法综述
2016-10-13 09:57:16
铝及铝型材阳极氧化法综述
近十年来,我国的铝氧化着色工艺技术发展较快,很多工厂已采用了新的工艺技术,并且在实际生产中积累了丰富的经验.已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多,可以根据实际生产需要,从中选取合适的工艺.    
  在选取氧化工艺之前,应对铝或铝型材材质情况有所了解,因为,材料质量的优劣,所含成份的不同,是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的.比如,铝材表面如有气泡,划痕,起皮,粗糙等缺陷,经阳极氧化后,所有疵病依然会显露出来.而合金成份,对阳极氧化后的表面外观,也产生直接的影响.比如,含1~2%锰的铝型材,氧化后呈棕蓝色,随铝材中含锰量的增加,氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化.含硅0.6~1.5%的铝型材,氧化后呈灰色,含硅3~6%时,呈白灰色.含锌的呈乳浊色,含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调,含镍的呈淡黄色.一般而言,只有含镁和含钛量大于5%的铝含金,经氧化后可以得到无色透明且光亮,光洁的外观.在选择好铝及铝型材材料后,自然就要考虑到选取合适的阳极氧化工艺.目前,我国广泛应用的硫酸氧化法,草酸氧化法及铬酸氧化法,均在手册,书刊上有过详细的介绍,不必赘述.
  一,国内已发展的新工艺             (一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化    采用草酸-甲酸混合液,是因为考虑到甲酸是一种强氧化剂,在这样的槽液中,甲酸起到对氧化膜内层(阻挡层和障壁层)加速溶解,从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的作用.这种槽液的导电率可以得到提高(即可提高电流密度),使氧化膜能快速生成.与纯草酸氧化法相比,这种溶液能使生产率提高37.5%,减少电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32度/平方米,此法为2度/平方米),节约电力40%.    
  工艺配方为:草酸4~5%,甲酸0.55%,三相交流44士2伏,电流密度2~2.5A/d㎡,温度30±2℃.   铝型材
  (二)混合酸氧化    
  此法于1976年正式纳入日本国家标准,并为日本北星日轻家庭用品株式会社所采用.其特点是成膜快,膜的硬度,耐磨,耐腐蚀性能都比普通的硫酸氧化法高,膜层呈银白色,适用于印花,着色产品.我国铝制品行业赴日考察后,于1979年开始推荐使用.其推荐工艺配方为:H2SO4 10~20%,COOHCOOH·2H2O 1~2%,电压10~20V,电流密度1~3A/d㎡,温度15~30℃,时间30分钟. 
   (三)瓷质氧化    
  瓷质氧化主要以铬酸,硼酸,草酸钛钾为电解质,用高电压和较高温度作电解处理.其膜层外观像瓷器上的釉,有高度的抗腐蚀性能,耐磨性能良好,膜层可用有机或无机的染料染色,使外观有特殊的光泽和色泽.目前多应用于铝炊具,打火机,金笔等产品上,很受群众喜爱.   
铝型材
  (四)国防色氧化   
  国防色氧化主要应用在军用铝制品的装饰上,因而要求有特殊的防护作用.氧化膜呈军绿色,无光泽,耐磨耐用,防护性能良好.工艺是:首先进行草酸氧化,生成金黄色膜层后,再用高锰酸钾20g/l,H2SO41g/l的溶液进行阳极氧化处理而成.沈阳铝制品厂曾应用此工艺生产军用水壶及炊具用品.   
  (五)多色氧化    
  将已染色而未封闭的阳极氧化层,用铬酸或草酸润湿,使CrO3铺展,已染色的制品的部份表面在被CrO3润湿后褪色,按需要在任意部份用水将草酸或铬酸洗去,一般可以停止与图象反应.然后再染第二次色或反复进行CrO3揩拭,冲水,染色等程序,就可以根据需要出现花朵,云彩等图案.目前多应用在金杯,水杯,茶盒,打火机等产品.    
  (六)大理石花纹染色工艺   
  把氧化后的制品先染第一道底色后,经干燥,再浸入表面浮有油脂的水中,再提起或浸入时,油脂和水分别自然流挂,使膜层呈不规则的条纹状的油脂所沾污.当再染第二道色时,氧化膜受油脂沾污处就染不上色,没有油脂的部位则染上第二种色调,形成如大理石花纹状的不规则图案.此法可见诸广东国营阳江小刀厂周守禹同志的文章(《电镀与涂饰》1982年第2期).   
  (七)化学蚀刻氧化    
  铝制品经机械抛光及脱脂后,涂复掩蔽剂或感光,干燥后进行化学刻蚀(氟化物或铁盐类的浸蚀剂),形成凹凸图案.再经电化学抛光及阳极氧化,呈现出主体感很强的表面图案,能与不锈钢的表面外观相媲美.现多应用于金笔,茶盒及屏风等.     
  (八)常温快速阳极氧化    
  通常H2SO4氧化均需用降温设备,因而耗费大量电力.加入α-羟基丙酸,丙三醇后,能抑制氧化膜的溶解,从而可在常温下进行氧化.与普通的硫酸氧化法相比,膜层厚度可提高2倍.
  (九)化学氧化法(又称导电氧化膜)    膜层的抗蚀性能接近于硫酸阳极氧化膜.导电氧化膜层接触电阻较小而能导电,而H2SO4阳极氧化膜因接触电阻极大而不能导电.导电氧化膜的耐腐蚀性能比铝上镀铜,镀银或镀锡强得多.缺点是膜层上不能锡焊,只可作点焊.推荐工艺配方为:CrO3 4g/l,K4Fe(CN)6·3H2O 0.5g/l,NaF 1g/l,温度20~40℃,时间20~60秒.

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