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鋁氧化的方法及其封閉處理介紹

關注次數:         發布時間:2019-02-18

鋁氧化現在已經得到非常廣泛的利用,其發明極大的方便了人們的生活。下面給大家介紹一下幾個使用最多的氧化方法及其氧化后的封閉處理。



鋁氧化


天然氧化

氧化膜較薄,厚度約為0.5~4微米,且多孔,質軟,具有良好的吸附性,可作為有機涂層的底層,但其耐磨性和抗蝕性能均不如陽極氧化膜;


電化學氧化

氧化膜厚度約為5~20微米(硬質陽極氧化膜厚度可達60~200微米),有較高硬度,良好的耐熱和絕緣性,抗蝕能力高于化學氧化膜,多孔,有很好的吸附能力。


化學氧化

鋁及鋁合金的化學氧化處理設備簡單,操作方便,生產效率高,不消耗電能,適用范圍廣,不受零件大小和形狀的限制。

鋁及鋁合金化學氧化的工藝按其溶液性質可分為堿性氧化法和酸性氧化法兩大類。

按膜層性質可分為:氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜、鉻酸-磷酸鹽膜。



陽極氧化

鋁是比較活潑的金屬,標準電位-1.66v,在空氣中能自然形成一層厚度約為0.01~0.1微米的氧化膜,這層氧化膜是非晶態的,薄而多孔,耐蝕性差。但是,若將鋁及其合金置于適當的電解液中,以鋁制品為陽極,在外加電流作用下,使其表面生成氧化膜,這種方法稱為陽極氧化。

通過選用不同類型、不同濃度的電解液,以及控制氧化時的工藝條件,可以獲得具有不同性質、厚度約為幾十至幾百微米的陽極氧化膜,其耐蝕性,耐磨性和裝飾性等都有明顯改善和提高。



封閉處理

由于表面氧化膜具有較高的孔隙率和吸附性能,它很容易受到污染,所以陽極氧化后,應對膜層進行封閉處理,以提高膜層的耐蝕性,耐磨性以及絕緣性。常用的封閉方法有:


沸水和蒸氣封閉法

其原理是:在較高溫度下無水氧化鋁的水化作用:

Al2O3 + nH2O ---> Al2O3·nH2O


當密度為3.42的γ-AL2O3水化為一水化合物時,氧化物體積增加33%,而當它水化為三水化合物時,則氧化物體積增加310%,因此,當將氧化好的零件置于熱水中時,阻擋層和多孔層內壁的氧化膜層首先被水化,經過一段時間后,孔底逐漸被水化膜所封閉,當整個孔穴被全部封閉時,孔隙的水就停止循環,膜層的表面層繼續進行水化作用,直到整個孔隙的口部被水化膜堵塞為止。如采用蒸氣,則可更有效地封閉所有孔隙,但蒸氣法所用設備及成本都較沸水法高,除非特殊要求,應盡可能使用沸水法。


重鉻酸鹽封閉法

此法適宜于封閉硫酸溶液中陽極氧化的膜層及化學氧化的膜層。用本法處理后的氧化膜顯黃色,它的抗蝕性高,但不適用于裝飾性使用。

其原理是:在較高溫度下,氧化膜和重鉻酸鹽產生化學反應,反應產物堿式鉻酸鋁及重鉻酸鋁沉淀于膜孔中,同時熱溶液使氧化膜層表面產生水化,加強了封閉作用。故可認為是填充及水化雙重封閉作用。

通常使用的封閉溶液是5~10%的重鉻酸鹽水溶液,操作溫度為90~95℃,封閉時間為30分鐘,溶液中不得有氯化物或硫酸鹽。


水解鹽封閉法

原理:鋯鹽、鎳鹽的極稀溶液被氧化膜吸附后,即發生如下的水解反應:

Ni+2H2O ---> Ni(OH)2 +2H

Co+2H2O ---> Co(OH)2 +2H

生成的氫氧化鎳或氫氧化鈷沉積在氧化膜的微孔中,而將孔封閉。因為少量的氫氧化鎳或氫氧化鈷幾乎是無色的,所以它特別適用于已染色的氧化膜的封閉,不會影響制品的色澤,而且還會和有機染料形成絡合物,從而增加顏色的耐曬性。


填充封閉法

除上面所述的封閉方法外,陽極氧化膜還可以采用有機物質,如透明清漆、熔融石蠟、各種樹脂和干性油等進行封閉。


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