硬質(zhì)氧化是一種厚膜陽極氧化法,這是一種鋁和鋁合金特殊的陽極氧化表面處理工藝。此種工藝,所制得的陽極氧化膜最大厚度可達250微米左右,在純鋁上能獲得1500kg/mm2的顯微硬度氧化膜,而在鋁合金上則可獲得400~600kg/mm2的顯微硬度氧化膜。其硬度值,氧化膜內(nèi)層大于外層,即阻擋層大于帶有孔隙的氧化膜層,因氧化膜內(nèi)有松孔,可吸附各種潤滑劑,增加了減摩能力,氧化膜層導熱性很差,其熔點為2050℃,電阻系數(shù)較大,經(jīng)封閉處理(浸絕緣物或石蠟)擊穿電壓可達2000V,在大氣中較高的抗蝕能力,具有很高的耐磨性,也是一種理想的隔熱膜層,也有良好的絕緣性,并具有與基體金屬結(jié)合得很牢固等一系列優(yōu)點,因此在國防工業(yè)和機械零件制造工業(yè)上獲得及其廣泛的應用
在酸性電解液中,以鋁為硬質(zhì),經(jīng)過電解使鋁表面產(chǎn)生氧化膜的材料保護技術(shù)。鋁的硬質(zhì)氧化有多種電解液,但基本上是以硫酸、鉻酸、乙二酸或硼酸為主要組分配制的。其中最常用的是硫酸基的。電源可采用直流、交流或交變直流的。電壓在5~25伏間,溫度低于25℃。
硬質(zhì)氧化工藝工件在固化過程中需經(jīng)同升溫、保溫、冷卻三個階段,在烘烤固化溫度前提下,控制熔融流平的時間應長些,熔融水平活動性大的較好,有利于粉末涂層的流平,烘烤升溫過快,固化時間太短,流平差都會導致橘皮顯著。但粉末涂料流平性的機理比較復雜,影響涂料流平性的因素敢較多,有些因素是相互矛盾制約的,需要綜合考慮,在保證涂膜的機械機能的基礎(chǔ)上,盡可能獲得流平機能優(yōu)異的涂膜。
陽極氧化是將金屬置于電解液中作為陽極,使金屬表面形成幾十至幾百微米的氧化膜的過程,這層氧化膜的形成使金屬具有防蝕,耐磨的性能。現(xiàn)以典型而常見的鋁及合金的陽極氧化為例來說明其原理。鋁及鋁合金工件在經(jīng)過表面除油等預處理工藝后,作為陽極,別的鋁板作為陰極,用稀硫酸(或鉻酸)溶液作電解液。通電后,陽極反應是OH- 放電析出氧,它很快與陽極上的鋁作用生成氧化物,并放出大量熱,即陽極氧化過程中的氧化膜,在靠近電解液的一邊由此Al2O3和從Al203·H20所組成,硬度比較低。由于膜不均勻以及酸性電解液對膜的溶解作用,形成了松孔,即生成多孔層。電解液通過松孔到達鋁表面,使鋁基體上的氧化膜連續(xù)不斷地生長。
為了克服鋁合金表面硬度、耐磨損性等方面的缺陷,擴大應用范圍,延長使用壽命,表面處理技術(shù)成為鋁合金使用中不可缺少的一環(huán),而硬質(zhì)氧化技術(shù)是目前應用最廣且最成功的.
以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質(zhì)溶液中,利用電解作用,使其表面形成氧化鋁薄膜的過程,稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。其裝置中陰極為在電解溶液中化學穩(wěn)定性高的材料,如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。當電流通過時,在陰極上,放出氫氣;在陽極上,析出的氧不僅是分子態(tài)的氧,還包括原子氧(O)和離子氧,通常在反應中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化,形成無水的氧化鋁膜,生成的氧并不是全部與鋁作用,一部分以氣態(tài)的形式析出。
對鋁型材加工來說,陽極氧化所能做到的色彩的確比較局限,通常就是銀白、古銅、鈦金、K金色或者黑色。至于有時看到有很多他色彩是通過另外的工藝方法加工出來的。
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