鋁的陽極氧化是以鋁件或鋁合金作陽極,以鉛板作陰極在硫酸、草酸、鉻酸等水溶液中電解,使其表面生成陽極氧化膜層。處理設(shè)備簡單,操作方便,生產(chǎn)效率高,不消耗電能,適用范圍廣,不受零件大小和形狀的限制。氧化的工藝按其溶液性質(zhì)可分為堿性氧化法和酸性氧化法兩大類。其中硫酸陽極氧化處理應(yīng)用最為廣泛。鋁和鋁合金硫酸陽極氧化膜層有較高的吸附能力,易進(jìn)行封孔或陽極氧化著色處理,更加提高其抗蝕性和外觀。陽極氧化膜層厚一般3~15μm,鋁合金硫酸陽極氧化工藝操作簡單,電解液穩(wěn)定,成本也不高,是成熟的陽極氧化工藝方法,但在硫酸陽極氧化過程中往往免不了發(fā)生各種故障,影響陽極氧化膜層質(zhì)量,認(rèn)真總結(jié)分析故障產(chǎn)生的原因并采取有效預(yù)防措施,對(duì)提高鋁合金硫酸陽極氧化質(zhì)量有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
鋁合金制品經(jīng)硫酸陽極氧化處理后,發(fā)生局部無陽極氧化摸,呈現(xiàn)肉眼可見的黑斑或條紋,陽極氧化膜有鼓瘤或孔穴現(xiàn)象。此類故障雖不多見但也有發(fā)生。
上述故障原因,一般與鋁和鋁合金的成分、組織及相的均勻性等有關(guān),或者與電解液中所溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。鋁和鋁合金的化學(xué)成分、組織和金屬相的均勻性會(huì)影響氧化膜的生成和性能。純鋁或鋁鎂合金的陽極氧化膜容易生成,膜的質(zhì)量也較佳。而鋁硅合金或含銅量較高的鋁合金,陽極氧化膜則較難生成,且生成的膜發(fā)暗、發(fā)灰,光澤性不好。如果表面產(chǎn)生金屬相的不均勻、組織偏析、微雜質(zhì)偏析或者熱處理不當(dāng)所造成各部分組織不均勻等,則易產(chǎn)生選擇性陽極氧化或選擇性溶解。若鋁合金中局部硅含量偏析,則往往造成局部無氧化膜或呈黑斑點(diǎn)條紋或局部選擇性溶解產(chǎn)生空穴等。另外,如果電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵埃或銅鐵等金屬雜質(zhì)離子含量過高,往往會(huì)使氧化膜出現(xiàn)黑斑點(diǎn)或黑條紋,影響氧化膜的抗蝕防護(hù)性能。
同槽處理的陽極氧化零件,有的無氧化膜或膜層輕薄或不完整,有的在夾具和零件接觸處有燒損熔蝕現(xiàn)象。鋁氧化加工化學(xué)氧化氧化膜較薄,厚度約為0.5~4微米,且多孔,質(zhì)軟,具有良好的吸附性,可作為有機(jī)涂層的底層,但其耐磨性和抗蝕性能均不如陽極氧化膜。這類故障在硫酸陽極氧化工藝實(shí)踐中往往較多發(fā)生,嚴(yán)重影響鋁合金陽極氧化質(zhì)量。
由于鋁氧化膜的絕緣性較好,所以鋁合金制件在陽極氧化處理前必須牢固地裝掛在通用或?qū)S脢A具上,以保證良好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電棒應(yīng)選用銅或銅合金材料并要保證足夠接觸面積。夾具與零件接觸處,既要保證電流自由通過,又要盡可能減少夾具和零件間的接觸印痕。接觸面積過小,電流密度太大,會(huì)產(chǎn)生過熱易燒損零件和夾具。無氧化膜或膜層不完整等現(xiàn)象,主要是由于夾具和制件接觸不好,導(dǎo)電不良或者是由于夾具上氧化膜層未徹底清除所致。