?影響
東莞鋁硬質(zhì)氧化厚度的因素有很多,主要包括以下幾個(gè)方面:
鋁合金成分
鋁含量:高純度鋁更容易獲得較厚的硬質(zhì)氧化膜。因?yàn)殡s質(zhì)元素含量少,在氧化過(guò)程中,鋁離子的溶解和氧化膜的生長(zhǎng)相對(duì)更加均勻和穩(wěn)定,有利于氧化膜的增厚。例如,工業(yè)純鋁 1060 的氧化膜生長(zhǎng)速度相對(duì)較快,能達(dá)到較厚的厚度。
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合金元素:合金元素對(duì)硬質(zhì)氧化膜的厚度有顯著影響。硅元素含量較高時(shí),會(huì)使氧化膜的生長(zhǎng)速度減慢,膜厚降低,因?yàn)楣柙谘趸ぶ袝?huì)形成一些非晶態(tài)的化合物,阻礙鋁離子的擴(kuò)散和氧化膜的生長(zhǎng);而銅元素含量過(guò)高可能導(dǎo)致氧化膜的耐蝕性下降,同時(shí)也會(huì)影響氧化膜的厚度均勻性。相反,鎂元素的適量添加可以細(xì)化晶粒,促進(jìn)氧化膜的生長(zhǎng),使膜厚增加。
電解液成分
硫酸濃度:硫酸是鋁硬質(zhì)氧化常用的電解液成分之一。一般來(lái)說(shuō),適當(dāng)提高硫酸濃度可以加快氧化膜的生長(zhǎng)速度,從而增加膜厚。但硫酸濃度過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致氧化膜的溶解速度加快,反而不利于膜厚的增加,甚至可能使氧化膜出現(xiàn)疏松、多孔等缺陷。通常硫酸濃度在 15%-25% 之間較為適宜。
添加劑:在電解液中添加某些添加劑可以改善氧化膜的性能和厚度。例如,添加草酸、甘油等有機(jī)添加劑,可以抑制氧化膜的溶解,使氧化膜生長(zhǎng)更加均勻,從而增加膜厚。同時(shí),一些稀土元素添加劑也可以細(xì)化氧化膜的晶粒結(jié)構(gòu),提高氧化膜的硬度和厚度。
氧化工藝參數(shù)
電流密度:電流密度是影響硬質(zhì)氧化膜厚度的重要因素之一。一般情況下,隨著電流密度的增加,氧化膜的生長(zhǎng)速度加快,膜厚增加。但電流密度過(guò)高時(shí),會(huì)導(dǎo)致氧化膜的發(fā)熱嚴(yán)重,容易出現(xiàn)局部過(guò)熱、燒蝕等現(xiàn)象,影響氧化膜的質(zhì)量和厚度均勻性。通常硬質(zhì)氧化的電流密度在 2-5A/dm2 之間較為合適。
氧化時(shí)間:氧化時(shí)間與氧化膜的厚度成正比關(guān)系,在其他條件不變的情況下,延長(zhǎng)氧化時(shí)間可以使氧化膜厚度增加。但隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng),氧化膜的生長(zhǎng)速度會(huì)逐漸減慢,同時(shí)還可能出現(xiàn)氧化膜的內(nèi)應(yīng)力增大、膜層開(kāi)裂等問(wèn)題。因此,需要根據(jù)具體的產(chǎn)品要求和工藝條件,合理控制氧化時(shí)間。
溫度:溫度對(duì)硬質(zhì)氧化膜的生長(zhǎng)速度和厚度有重要影響。一般來(lái)說(shuō),降低電解液溫度可以降低氧化膜的溶解速度,使氧化膜生長(zhǎng)速度加快,有利于膜厚的增加。但溫度過(guò)低時(shí),電解液的導(dǎo)電性會(huì)下降,導(dǎo)致氧化膜的生長(zhǎng)不均勻,甚至可能出現(xiàn)局部不導(dǎo)電的現(xiàn)象。通常硬質(zhì)氧化的電解液溫度控制在 - 5℃到 10℃之間為宜。
預(yù)處理工藝
除油:鋁件表面的油污如果未徹底清除,會(huì)阻礙氧化膜的正常生長(zhǎng),導(dǎo)致氧化膜厚度不均勻、附著力下降等問(wèn)題。因此,在氧化前必須采用有效的除油方法,如化學(xué)除油、超聲波除油等,確保鋁件表面清潔。
堿蝕:堿蝕處理可以去除鋁件表面的自然氧化膜和雜質(zhì),使鋁表面更加活化,有利于氧化膜的生長(zhǎng)。但堿蝕時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或堿液濃度過(guò)高,會(huì)導(dǎo)致鋁件表面過(guò)度腐蝕,使氧化膜的生長(zhǎng)不均勻,影響膜厚和質(zhì)量。堿蝕后需要進(jìn)行充分的清洗和中和處理。
酸洗:酸洗可以去除鋁件表面的污漬和氧化物,使鋁件表面更加光潔,為氧化膜的生長(zhǎng)提供良好的基礎(chǔ)。但酸洗不當(dāng)也會(huì)造成鋁件表面過(guò)腐蝕,影響氧化膜的厚度和質(zhì)量。酸洗后同樣需要進(jìn)行徹底的清洗,以防止酸液殘留對(duì)氧化膜產(chǎn)生不良影響。
設(shè)備及攪拌條件
電源:采用高精度、穩(wěn)定的直流電源可以保證電流密度的穩(wěn)定,從而使氧化膜的生長(zhǎng)更加均勻,有利于獲得厚度均勻一致的硬質(zhì)氧化膜。如果電源波動(dòng)較大,會(huì)導(dǎo)致電流密度不穩(wěn)定,影響氧化膜的生長(zhǎng)速度和厚度均勻性。
電解槽:電解槽的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)氧化膜的厚度產(chǎn)生影響。合適的電解槽材質(zhì)應(yīng)具有良好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性,以保證電解液的穩(wěn)定性和氧化過(guò)程的正常進(jìn)行。同時(shí),電解槽的大小和形狀應(yīng)與被氧化的鋁件相匹配,以確保電解液的流動(dòng)和電場(chǎng)分布均勻。
攪拌:攪拌可以使電解液中的離子分布更加均勻,降低濃差極化現(xiàn)象,有利于氧化膜的均勻生長(zhǎng)和厚度增加。攪拌方式有機(jī)械攪拌、空氣攪拌、超聲波攪拌等,不同的攪拌方式和攪拌強(qiáng)度對(duì)氧化膜厚度的影響也不同。一般來(lái)說(shuō),適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度可以提高氧化膜的生長(zhǎng)速度和厚度均勻性,但攪拌過(guò)度可能會(huì)導(dǎo)致氧化膜的表面粗糙度增加。