浅谈硫酸阳极氧化膜层色差问题及控制措施.pdf

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1、质量管理181浅谈硫酸阳极氧化膜层色差问题及控制措施彭亚平（南车时代电气股份有限公司，湖南株洲412000）摘要：分析了阳极氧化产品膜出现颜色色差的原因，针对产生色差的原因经过试验验证，寻找出影响氧化膜色差的影响因素分别是：铝合金基材、前处理方式、膜层厚度及相应的工艺参数控制、槽液及挂具的维护及氧化后封闭处理的方式，通过改进相关影响因素，从而彻底解决外观颜色色差问题。关键词：铝合金；氧化；色差（2）前处理的影响一、前言一般铝合金阳极氧化的前期处理基本分为以下几种，拉丝、喷砂、抛光处理，我们分别采用以上三种前处理方式与不

2、经过任随着铁路行业的飞速发展，铁路产品的防护要求也在不断何前处理的阳极氧化面板进行外观对比，经过不同的出来方式的提高。铝合金具有较高的机械强度，优良的导热性及导电性，导致表面状态不同产生了视觉差异。无磁性，密度小，腐蚀产物无毒等；因此广泛应用于电力机车产（3）工艺参数的影响品模块的盒体盖板中。铝合金阳极氧化成膜过程中，受各个参数的影响，主要的影硫酸阳极氧化在铝及其合金表面上形成无色透明的膜层，响参数有电解液硫酸的浓度、氧化过程的电流密度及电压、氧化硫酸阳极氧化溶液成分简单、稳定、允许杂质含量范围大。工艺的时间和氧化过程

3、的温度，各项参数的不同导致形成氧化膜层简单，操作方便，适用于任何铝合金【1】。但是在生产过程中，由的厚度不同，从而影响表面颜色的深浅不同。其中以上工艺参数于硫酸阳极氧化膜形成的无色透明的膜层，导致不同材质、不同偏高，直接影响氧化膜层的质量，可以造成氧化膜疏松、起粉等膜厚及不同环境等的氧化膜产生不同颜色状态。不合格产品。（4）膜层厚度的影响二、质量问题分析氧化时间太长，膜层厚度相差很大，导致表面颜色偏差。氧化膜表面颜色随着氧化膜膜层厚度之间差距越大而越明显。针1.不同基材表面阳极氧化的膜层颜色差异对膜层表面颜色受膜层厚度

4、影响程度，选择以下几种膜厚进行阳极氧化后的膜层颜色变化时由于基材合金成分不同。合对照见图2。金成分如锰、镁、硅、铜等对阳极氧化膜层颜色都有一定的影响，（5）铝离子及挂具的影响铝合金内部合金元素含量多少对表面氧化膜产生影响也不同，溶液的铝离子含量超过10g/L时，氧化膜的性能会逐渐下直接导致表面的状态不同。降，氧化膜的透明度下降，表面粗糙度增加。挂具导电不良直接2.同种基材表面阳极氧化的膜层颜色差异导致膜层表面暗淡，起粉。以上两种原因直接导致氧化膜表面出（1）前处理状态的不同，表面状态产生较为明显的差异，导现色差。致表面

5、产生视觉颜色的差异。（6）封闭工序的影响（2）氧化过程工艺参数控制不同，可能产生膜层厚度的不均试验中为了验证氧化后封闭处理对颜色色差的影响，试验匀分布，导致表面产生了深浅不一的颜色。中利用同种材质（5052-H34）的铝合金面板，经过同槽氧化后得（3）槽液维护，氧化过程中，槽液带入各种各样的杂质，影响出膜层厚度基本一致，再采用沸水（温度100℃以上）、中温封闭了氧化质量从而导致了严重的色差。剂（温度在55℃～65℃）及高温封闭剂（温度在90℃～110℃）进行（4）后处理封闭导致表面氧化后膜层的致密度不同产生了封闭，实验

6、中进行外观颜色对比如下对比试验，经过图片对比可色差。以得出：沸水封闭后的铝合金面板颜色最深，其次为高温封闭剂，中温封闭剂表面氧化膜颜色相对其它两种为最浅。具体见图三、实验3所示：1.实验材料和设备实验试片：LF21、5052-O、5052-H34、LY12铝合金面板（面积10*15）；电解液成分：硫酸（浓度18%）；清洗：自来水；电极：铜管；阴极板：铅板；挂具：纯铝。温度控制：PVC管道冷冻机；电源：自制直流整流电源；膜层检测设备：测厚仪；搅拌设备：管道空气搅拌。四、结论2.实验工艺流程根据以上实验结果，确定在阳极氧化

7、过程中需要达到氧化膜颜色一致，应注意以下几点；3.实验结果与讨论1、配套产品铝合金配件应选用同种合金材质。（1）不同基材形成的氧化膜外观2、前处理方式应在设计过程中，根据产品要求选择最佳前针对不同铝合金材质进行氧化实验，实验参数统一控制在处理方式。电压为18V情况下进行氧化20min，氧化后的实验数据对比如3、氧化过程中统一工艺参数，控制膜层厚度，达到氧化膜厚下图1所示：度均匀一致。根据实验结果显示，铜、硅合金材料影响氧化膜的成膜速4、加强槽液及挂具的维护，保证铝离子及其它杂质控制在度，镁、锰合金两个对氧化膜成膜速度影

8、响基本一致，导致四种合理区间范围；及时清洁挂具表面氧化膜，保证挂具的良好导电铝合金材质的氧化膜颜色不同，基本的膜层颜色为：性。铝镁合金氧化膜呈透明本色；5、阳极氧化过程中选用中温封孔剂，可以使得硫酸透明氧铝锰合金阳极氧化膜呈棕黄至棕色；化膜表面外观质量的金属光泽。铝硅、铝铜合金氧化膜呈灰色；遭到破坏的包铝氧化膜呈灰白相间色。