铝及铝合金导电氧化浅谈

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1、铝和铝合金导电氧化工艺的研究与应用摘要：铝及铝合金化学氧化后涂漆，可大大提高基体与涂层的结合力，并增强铝材的抗蚀能力。常规的铝阳极氧化膜由于表面电阻大而无法满足产品的电磁屏蔽性能要求。为提高铝氧化膜的电磁屏蔽性和耐蚀性，提出了一种铝合金导电氧化工艺。介绍了其原理、工艺流程及工艺维护，测量了所得膜层的外观、导电性和耐蚀性。结果表明，该工艺所得氧化膜无色透明、导电性好，且具有一定的耐蚀性。关键词:铝铝合金氧化导电一、前言：铝及铝合金具有质量轻、易于加工、装饰性好等优良性能。但未经防护处理的裸铝耐蚀性差、表面硬度低，磨损后表面产生一层黑灰，所以通常采

2、用阳极氧化对铝材进行防护处理。阳极氧化是在通电的情况下，把铝制零件放入电解槽中，零件作阳极，不锈钢作阴极，在零件表面产生一层较致密的氧化铝膜层。阳极氧化膜虽然防护性好、耐磨损，但其电阻高，不导电。科技的快速发展使集成电路广泛用于各个领域中，集成电路与晶体管相比虽然有体积小、效率高等优点，但却存在抗干扰性差的致命缺点，这种缺点使得产品的稳定性和可靠性严重下降。因此在电子产品设计中，往往要求盛装集成电路的外壳机箱整体有良好的导电性。铝及铝合金经导电氧化工艺后所获的氧化膜具有导电性能，这是其特有的性能，而且膜层的防护与装饰性能良好。铝及铝合金导电氧化

3、工艺操作简便，无需专用设备。近年来，有关导电氧化膜层易于吸附有机涂料结合力良好得到进一步认识，因而在油漆和电泳涂料基底的应用也逐步开展。下面简述工艺全过程。二、原理铝及铝合金的表面处理工艺有阳极氧化和化学氧化，化学氧化膜导电，但通常呈彩虹色，影响产品美观。我们在化学氧化工艺的基础上进行摸索，成功研制出导电氧化处理工艺。该工艺是将铝件放在含有铬酐、磷酸的酸性溶液中化学处理，获得一层导电性良好又有一定防护性能的透明保护膜。铝成膜反应式为:Al+CrO3+2H3PO4→AlPO4+CrPO4+3H2O三、前处理（1）除油铝在空气中极不稳定，易生成用肉

4、眼也难以识别的氧化膜。由于铝件加工工艺的不同铸造成型，或是由延压板材直接剪切而成，或是机械精细加工成型，或是经不同工艺成型后又经热处理或焊接等等，经上述不同的加工工艺，工件表面会留下不同状态、不同程度的污物或痕迹，在前处理工序中必须根据工件表面的实际情况选择前处理的工艺方法。精细加工件在前处理工序中需要注意的问题:精细加工件虽然表面的自然氧化膜才初生成、较易清除，但细腻重，特别是孔眼内及其周围(因机加工过程中润滑需要而添加的)，这类工件必须先经有机溶剂清洗，若直接用碱洗不但油腻重难以除净，且精细加工面承受不了长时间的强碱腐蚀，结果还会影响到工件

5、表面的粗糙程度和公差的配合，最终成为废品。铸造成型件在前处理工序中需要注意的问题:铸造成型件并非所有表面都经过机械加工的，未经机加工的表面留有浇铸过程中形成的过厚氧化层，有的还夹有砂层，一般情况下，机加工或喷砂方法先除去这一部位的原始氧化膜，或是经碱洗后再加工，只有这样才能既除净未加工部位的原始氧化层，又避免机加工部位公差尺寸的改变。经过热处理或焊接工艺的工件在前处理工序中需要注意的问题，按工艺要求，工件转入热处理或焊接工序之前需经有机溶剂清洗，除净表面油污，但目前一般做不到这一点，故工件表面形成一层油污烧结的焦化物，这层焦化物在有机溶剂中难以

6、除净，若浸泡在碱液中会引起局部腐蚀，产生麻点或造成凹凸不平，严重影响产品质量。用浓硝酸浸泡的方法来松软这层焦化物，待焦化物松软后在碱液中稍加清洗即能彻底除净。有机溶剂除油油污不太严重的可采取在溶剂中短时间浸泡;油污严重的应采取用棉纱蘸溶剂揩擦，或用鬃刷刷洗。操作中要注意安全，用后剩余溶剂要妥善保管好。（2）晾干无论采用何种有机溶剂的清洗方式，晾干工序决不可省略，否则将会失去清洗意义。（3）绑扎①绑扎用的材料宜选用铝线，禁用铜线和镀锌铁线，可用退去锌层的铁线。②稍大件的单件绑扎为好，尽可能绑在离零件边沿最近的孔眼中，以减少对工件表面的影响。③不同

7、种工件不宜同绑于一串中，因不同成分(牌号)的铝材氧化处理时间是有所区别的。④注意所绑扎的工件悬空时的方向，要避免凹入部位因朝下而产生窝气四、工艺流程工艺流程如下：铝合金零件→常温除油→水洗→碱液腐蚀→精蚀→水洗→硝酸(1∶1)酸洗→水洗→化学导电氧化→水洗→封闭→水洗→纯净水洗→干燥。经前处理后要立即转入氧化工序，以防因工件在大气中搁置过久而又生成自然氧化膜而影响氧化层的质量。再度浸泡在清水中虽优于曝露在大气中，但也不宜浸泡过久。氧化过程中溶液的温度是至关重要的工艺条件，溶液温度过高，成膜速度加快，氧化膜容易出现粉化;溶液温度过低，成膜速度缓慢

8、，所生成的膜色调偏淡，附着力差。在同一型号铅材为求得表面基本一致的色彩，应在同一溶液温度下处理同样时间。在一定的范围内温度与时间成反比，即溶液温度越高