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阳极氧化_阳极氧化封孔处理方法

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-06-11 14:14:00

  高温水合封孔 (导读:铝合金阳极氧化膜封孔技术的方法和操作步骤 http://www.hswj66.com/Article/lvhejinyangjiyanghua_1.html

  A 水合封孔的原理

  铝的阳极氧化膜在水中有两种形式的反应:一是在80℃以下,pH值小于4的水中,与水结合成拜耳体三水合阳极氧化铝,这种结合仅是物理结合,过程是可逆的。另一种是在80℃以上的中性水中,阳极氧化铝与水化合成波米体型的一水合阳极氧化铝,这就是通常所指的水合封孔的反应过程:

    A12O3+H2O→2A1O(OH)→A12O3·H20   (3-7)

  由于一水合阳极氧化铝的密度(3014kg/m^3)比氧化铝(3420kg/m^3)的小,故反应后体积增大33%左右,堵塞了阳极氧化膜的孔隙。

  高温水合封孔包括沸水封孔和常压、加压蒸汽封孔。蒸汽封孔所处理的氧化膜抗蚀性、耐蚀性与蒸汽压力和封孔时间有关.一般随压力升高,时间延长,抗蚀性提高,耐蚀性降低。

  B 高温封孔的阳极氧化工艺及影响因素

  沸水封孔、蒸汽封孔工艺见表1。

  蒸汽(常压、加压)封孔的效果比沸水封孔好,需用高压容器或专用蒸箱,成本较高。因此蒸汽封孔特别是加压蒸汽封孔只能用于小型制品的处理。

 



  影响沸水封孔的因素及阳极氧化工艺操作要点分析:

  (1)槽液pH值:在pH值为5.5~6.5时的封孔液中封孔,膜层不但有良好的抗蚀性,而且耐磨性最好。当pH值小于4.5时封孔效果明显下降,氧化膜会受到浸蚀;而pH值大于7.5时,也会影响封孔质量。这是由于铝阳极氧化物属于两性化合物的原因,在偏酸或偏碱性封孔液中,阳极氧化铝都能微溶于水中。pH值过高,封孔液中易产生氢氧化合物絮状沉淀物,容易在制品表面产生“粉霜”。

  如果溶液的pH值总是向碱性增加方向变化,控制办法可采用添加缓冲剂,例如在封孔液中加人磷酸氢二铵0.003~0.03g/L+硫酸0.006~0.015mL/L。

  (2)人槽封孔的制品必须清洗干净,为避免氧化膜产生裂纹,封孔前的清洗可使用温水。

  (3)封孔制品应与槽体金属绝缘,为防止封孔液的大量蒸发,可用φ50~70mm的耐温尼龙塑料球橙盖液面。

  (4)时间、温度:在其他条件相对一致的前提下,随封孔时间的延长,膜层结合水量增加,抗蚀性提高(见图2);随封孔温度的升高,水化程度提高,抗蚀性增强。如果封孔温度低于78℃时,y-AI2O3与水反应生成铝胶即

 



  A1(OH)3(拜耳石),这种化合物达不到封孔的目的。所以在大多数情况下,封孔温度一般控制在95~98℃。温度过高易产生“粉霜”,在沸点时.水的损耗太大,能耗也大。

  (5)添加剂:在沸水中加人某些添加剂如无水碳酸钠、氨、醋酸镍、醋酸钠、硫酸、三乙醇胺等,可增强封孔效果,提高膜层的抗蚀性,甚至相当或超过蒸汽封孔。其工艺见表3。

 



  (6)有添加剂的沸水封孔阳极氧化工艺的操作要点如下。

  开始时使用纯水含量要控制下限,因为在使用过程中,有硫酸带人会引起增加。

  在生产过程中封孔槽液的醋酸镍和硫酸浓度要保持稳定,才能保证封孔质量。

  封孔温度最低不得低于9390,就是不生产时也要注意保温,以防止出现添加剂沉淀。

  封孔的pH值对着色铝材控制在5.5~6.0之间最好,而对银白色铝材最好控制在6.5~7.0,小于5.5时,封孔品质下降。pH值过高,添加剂可能发生沉淀(如镍的沉淀)。如果氧化槽的H2SO4带人封孔槽中,pH值会逐渐下降。

  如果醋酸钠为封孔添加剂时,可放宽到小于500mg/L。当用其他方法封孔不合格时,可添加1%的醋酸钠进行再封孔处理15min,可以使封孔合格。

  C水中杂质的影响和粉箱控制

  (1)杂质的影响。随着纯水封孔液使用时间延长,难免有杂质带入或产生沉淀,在这种情况下,需进行过滤或更换新的纯水,以保证封孔质量。杂质含量要求见表4

 



  (2)热封孔粉霜产生的机理。热水封闭氧化膜时,发生反应:

   A12O3+H2O→2A1O(OH)→A12O3·H20   (3-7)

  无晶形的阳极氧化铝与H2O发生水化作用生成晶形水合物,体积膨胀,封闭或减小膜孔,因而改善了膜层性能。去离子水含杂质少,封闭温度较高,膜孔内外同时进行水化作用,大量的水合物很快填满膜孔,造成孔外膜表面部分水合物呈粉状堆积,形成粉霜。这种物质表面积很大又疏松。

  (3)为了避免封闭“粉霜”的产生,可在封闭液中加人适址的“粉霜”抑制剂,“粉霜”抑制剂都其有活性,能吸附在一水软铝石晶核的生长中心,抑制了晶体在某一方向的继续长大。作为“粉霜”抑制剂的物质有多径基梭盐、芳香族竣酸盐、磷酸盐等。

  理想的“粉霜”抑制剂除了有很好的热稳定性外,应该是大分子物质,使其能在与氧化膜表面起作用,而不能进人氧化膜孔中。

  某些有机酚醚类高分子化合物,分子中含有水中不解离的经基,可与水分子形成氢键,也具有相同作用。



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