硫酸阳极氧化.doc

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1、硫酸阳极氧化(包括硬质阳极氧化)是目前普遍采用的铝表面处理方法,近年来为了改善氧化膜质量、提高成膜速度、扩大操作温度范围、降低能耗,国内外同行做了很多研究。其中包括改善槽液配方;在硫酸溶液中引入各类有机酸(草酸、磺基水杨酸、乳酸、苹果酸、酒石酸)、多元醇(甘油)、磺化芳香族等添加剂,不仅提高了操作温度,加快成膜速率,膜层的均匀性、孔隙率均有所改善,而且通过电源输出波形改变(如脉冲叠加直流,可以换向的波形,用交流电调制直流)使原来较难加工的铝铜金(如2×××系含高铜、硅和铜含量均高的铸铝件)都可进行加工。但有关合理选择阴极材料及最佳阴阳极面积之比和阴阳板之间距离的影响研究较少,

2、本文就此进行了阐述。1阴极材料的选择AAC(AluminumAnodizersCouncilIssued)介绍了用轧制铝6063一T6(固溶化热处理及人工时效)或1100(或1350)替代常规用的铅板。2×××、4×××和7×××系列铝合金因其导电性相对较低,在酸中溶解性较高,不宜作为阴极材料。试验表明,6063作为阴板在槽液中腐蚀量为1.0mm/a。根据有关金属的导电性数据:铜100.0%,铝60.0%,铅7.8%,钛4.0%可知,用铅作阴极材料不但污染槽液和环境,而且导电性仅为铝的8%一1O%,而铝的导电性是铜的5O%一,60%,这样有相当部分的电能不是消耗在阳极氧化上,

3、而是产生热量使溶液升温。所以,在设计挂具时一般选用铜挂钩、铝排。为了延长挂具使用寿命,可以在触点上使用钛合金,以避免退除氧化膜的麻烦(铝夹具)。但实践表明,钛的导电性比铝要差得多,从而使膜层生长速度变慢。而铝合金触点不易产生烧蚀,合格率更高。Sanford工艺对采用不同挂具材料是严格区别的,一般推荐的阴:阳之比为l:3;但为了获得均一的膜厚,特别是零件上有盲孔和缝隙时,将比例扩大到l:5,效果更佳。如何测算最佳阴板面积呢?例:15000A电源按电流密度1.6A/dm计算,满载荷可加工9375dm工件,这样阴板面积需要9375dm÷3=3125dm。将阴板分别置于二边,每面需要

4、l563dm阴板面积。可采用平板或凹形板(增加面积),根据电工计算出所需导电杆截面积,为了不使阴极导电杆发热,可以增加系数,按15000A推荐导电杆的截面积为50mm×100mm。导电杆与阴极板之间采用搭接焊接四周[有条件可以在搭接处用铝螺丝或铝铆钉(4只)先拧死或铆死,然后在4边铝焊],为了防止气液相交界处及焊接过的热影响区产生腐蚀,需用绝缘漆涂覆在导电杆和阴极板焊接处,阴板上涂覆层一定要涂到液面以下,既可防止气液相交界处的腐蚀,也能降低该处的电流密度,使离液面最近的零件不因电流密度过大而烧坏或膜厚过厚。阴极板下端原则上要求离槽底100mm以上,并要比挂具最下面零件略高些,

5、以保证下面工件膜不会过厚(特别对于硬质阳极氧化更应注意)。一般阴、阳极之间最小距离为25em,根据零件尺寸进行调整。应注意一些厚的零件因过分接近阴极板,使厚薄差异过大,在硬质阳极氧化时更明显,色泽也不均匀。对

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