鋁硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理是鋁及鋁合金電化學(xué)氧化處理方法中較新的一種方法。它是在冷卻的稀硫酸氧化溶液條件下而獲得硬度高、膜層厚的氧化膜,這種過(guò)程稱為鋁硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理法或稱厚膜陽(yáng)極氧化處理法,或簡(jiǎn)稱“硬氧化”。
鋁及其合金在空氣中會(huì)氧化這是眾所周知的,鋁表面自然形成的氧化膜是無(wú)晶型的,它會(huì)使鋁金屬表面失去原有的光澤,雖然這層天然氧化膜會(huì)使鋁金屬表面略有鈍化,但卻很薄,大約在4~5nm,而且孔隙率大,力學(xué)性能也差,它不能有效地防止大氣中各種介質(zhì)對(duì)鋁金屬的進(jìn)一步腐蝕。
經(jīng)過(guò)鋁硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理,可以使鋁及其合金表面獲得一層比自然氧化膜厚得多的致密膜層(從幾十微米甚至到幾百微米)。這層人工氧化膜再經(jīng)過(guò)封閉處理,無(wú)晶型的氧化膜轉(zhuǎn)變成結(jié)晶型的氧化膜,孔隙也被封閉,因此使金屬表面光澤能長(zhǎng)久不變,抗蝕性能、機(jī)械強(qiáng)度都有所提高,經(jīng)染色還可獲得裝飾性的外觀。由于鋁及其合金制品經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化后具有許多特點(diǎn),所以鋁陽(yáng)極氧化工藝在鋁制品表面處理中應(yīng)用較廣。在工業(yè)上的應(yīng)用大致可分為如下幾種。
防止制品腐蝕
由于陽(yáng)極氧化所得到的膜層經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)姆忾]處理,在大氣中有很好的穩(wěn)定性。不論是從硫酸溶液、草酸溶液或是鉻酸溶液在正常工藝中獲得的氧化膜,其耐蝕性能都是很好的,如日用鋁制鍋、壺,洗衣機(jī)內(nèi)膽等。鉻酸氧化法特別適用于鋁焊接件及鉚接件。
防護(hù)一裝飾
在獲得透明度高的氧化膜上,氧化膜具有可以吸附多種有機(jī)染料或無(wú)機(jī)顏料的特點(diǎn),氧化膜上可獲得各種光亮鮮艷的色彩和圖案,加上近年來(lái)不少新工藝的出現(xiàn)如一次氧化多次著色、禮花圖案、木紋圖案、氧化膠印轉(zhuǎn)移印花、瓷質(zhì)氧化等,使鋁制外觀更加美麗悅目,這層彩色膜既是裝飾層,又是防蝕層,如打火機(jī)、金筆及工藝品。
作為硬質(zhì)耐磨層
在硫酸或草酸溶液中均可通過(guò)調(diào)整陽(yáng)極氧化的工藝條件,獲得厚而硬的膜層,利用膜層的孔和吸收性能來(lái)儲(chǔ)存所選擇性的油料,有效地應(yīng)用于摩擦狀態(tài)下工作的條件,同時(shí)具有潤(rùn)滑和耐磨的特點(diǎn),如汽車及拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸、活塞等。
作為電的絕緣層
鋁及其合金的氧化膜層具有電阻大的特點(diǎn),膜層的厚度與電阻成正比,這一特點(diǎn)作為電的絕緣性具有一定的實(shí)用意義,可用作電容器的電介質(zhì),也可以用氧化鋁皮作電纜的外包皮,為其表面作絕緣層來(lái)代替膠包皮和塑料包皮在國(guó)外較為普及,膜厚為27.5μm時(shí),其穿電壓為441V。若采用酚醛樹(shù)脂作膜孔填充,其耐穿電壓可增大2倍,在草酸溶液中,當(dāng)膜厚增加時(shí),可獲得電阻200Ω、擊穿電壓為980V的優(yōu)質(zhì)絕緣層,當(dāng)然利用這一特點(diǎn)除用于導(dǎo)線外,還可以用于其他電器等方面。
作噴漆、電鍍的底層
由于氧化膜層具有多孔性及良好的吸附能力,與漆膜和有機(jī)膜有良好的結(jié)合力,可作噴漆底層。采用磷酸陽(yáng)極氧化的膜層可作為鋁上電鍍的底層。
用于現(xiàn)代建筑
由于鋁合金電解著色工藝的引進(jìn),近年來(lái)國(guó)內(nèi)電解著色應(yīng)用于建筑鋁型材方面日趨增加,它不但有適宜建筑色調(diào)的古銅色、黑色、紅色等,其耐磨度優(yōu)于一般常規(guī)氧化,特別值得提出的是耐曬度甚佳,20年以上日曬夜露大氣中不消色,這是與氧化著色法不可比擬的。電解著色法氧化的鋁型材不單可用于建筑門(mén)窗,用它做商店柜臺(tái)、貨架等也尤為適宜。