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铝氧化加工的阳极氧化法有哪些操作要点?
铝氧化加工的阳极氧化法有以下操作要点:
1.预处理
1.脱脂:铝制品表面通常会有油污、油脂等污染物,必须先彻底清除。可采用有机溶剂脱脂、碱性脱脂剂脱脂或超声波脱脂等方法,确保表面无油污残留,以保证后续氧化膜与基体的结合力。
2.碱洗:使用氢氧化钠等碱性溶液去除铝制品表面的自然氧化膜和杂质,使表面露出纯净的铝基体。但碱洗时间要严格控制,时间过长会导致铝基体过度腐蚀,影响产品尺寸精度和表面质量。
3.酸洗:碱洗后进行酸洗,以中和表面残留的碱液,并进一步去除表面的金属杂质,使铝制品表面呈现出均匀的微观粗糙度,有利于氧化膜的形成。
2.阳极氧化
1.电解液选择:常用的电解液为硫酸溶液,其浓度一般在 15% - 20% 之间。硫酸浓度会影响氧化膜的生长速度、硬度和透明度等性能。此外,还可添加一些添加剂如草酸、柠檬酸等,来改善氧化膜的质量。
2.氧化温度控制:氧化过程中的温度对氧化膜的性能影响较大。一般来说,氧化温度控制在 18 - 22℃较为合适。温度过高,氧化膜的溶解速度加快,膜厚难以保证,且膜的硬度和耐磨性会降低;温度过低,氧化膜生长速度慢,生产效率低,还可能导致氧化膜发脆。
3.电流密度控制:电流密度是阳极氧化的关键参数之一,通常在 1 - 2A/dm² 之间。电流密度过低,氧化膜生长缓慢;电流密度过高,会使氧化膜局部过热,出现烧焦、膜厚不均匀等缺陷。在氧化过程中,应根据铝制品的材质、形状、尺寸以及电解液的成分和温度等因素,合理调整电流密度。
4.氧化时间确定:氧化时间根据所需氧化膜的厚度来确定。一般情况下,氧化时间在 20 - 60 分钟之间。在其他条件固定的情况下,氧化时间与氧化膜厚度成正比,但过长的氧化时间会导致氧化膜的孔隙率增加,耐腐蚀性下降。
5.搅拌与循环:在氧化过程中,对电解液进行充分搅拌和循环是很重要的。搅拌可以使电解液成分均匀,温度分布一致,避免局部过热和浓度不均,有利于提高氧化膜的质量和均匀性。同时,循环系统还能及时带走氧化过程中产生的热量,维持电解液温度的稳定。
3.染色(可选)
1.染料选择:根据所需颜色选择合适的染料,分为有机染料和无机颜料。有机染料颜色鲜艳、品种丰富,但耐光性和耐腐蚀性相对较差;无机颜料则具有较好的耐光性和耐腐蚀性,但颜色相对较少。此外,还要考虑染料与氧化膜的亲和性,以保证染色效果。
2.染色工艺控制:染色温度、时间和染料浓度是影响染色效果的关键因素。一般来说,染色温度在 40 - 60℃之间,染色时间为 10 - 30 分钟,染料浓度根据颜色深浅要求进行调整。同时,要注意染色槽的清洁,避免杂质混入影响染色质量。
4.封孔
1.封孔方法选择:常见的封孔方法有热水封孔、蒸汽封孔和镍盐封孔等。热水封孔成本低、操作简单,但封孔质量相对较差;蒸汽封孔效果较好,但设备要求高;镍盐封孔能获得较好的耐腐蚀性和耐磨性,但需要严格控制封孔液的成分和工艺参数。
2.封孔工艺参数控制:以镍盐封孔为例,封孔液的 pH 值一般控制在 5.5 - 6.5 之间,温度在 80 - 90℃,封孔时间为 10 - 30 分钟。封孔过程中要定期检测封孔液的成分和浓度,及时补充消耗的药剂,以保证封孔质量的稳定性。
在整个阳极氧化过程中,操作人员还需严格遵守安全操作规程,因为电解液具有腐蚀性,涉及到的电气设备也存在一定的安全风险。同时,要定期对设备进行维护和保养,对工艺参数进行检测和调整,以确保阳极氧化加工的质量和稳定性。
1.预处理
1.脱脂:铝制品表面通常会有油污、油脂等污染物,必须先彻底清除。可采用有机溶剂脱脂、碱性脱脂剂脱脂或超声波脱脂等方法,确保表面无油污残留,以保证后续氧化膜与基体的结合力。
2.碱洗:使用氢氧化钠等碱性溶液去除铝制品表面的自然氧化膜和杂质,使表面露出纯净的铝基体。但碱洗时间要严格控制,时间过长会导致铝基体过度腐蚀,影响产品尺寸精度和表面质量。
3.酸洗:碱洗后进行酸洗,以中和表面残留的碱液,并进一步去除表面的金属杂质,使铝制品表面呈现出均匀的微观粗糙度,有利于氧化膜的形成。
2.阳极氧化
1.电解液选择:常用的电解液为硫酸溶液,其浓度一般在 15% - 20% 之间。硫酸浓度会影响氧化膜的生长速度、硬度和透明度等性能。此外,还可添加一些添加剂如草酸、柠檬酸等,来改善氧化膜的质量。
2.氧化温度控制:氧化过程中的温度对氧化膜的性能影响较大。一般来说,氧化温度控制在 18 - 22℃较为合适。温度过高,氧化膜的溶解速度加快,膜厚难以保证,且膜的硬度和耐磨性会降低;温度过低,氧化膜生长速度慢,生产效率低,还可能导致氧化膜发脆。
3.电流密度控制:电流密度是阳极氧化的关键参数之一,通常在 1 - 2A/dm² 之间。电流密度过低,氧化膜生长缓慢;电流密度过高,会使氧化膜局部过热,出现烧焦、膜厚不均匀等缺陷。在氧化过程中,应根据铝制品的材质、形状、尺寸以及电解液的成分和温度等因素,合理调整电流密度。
4.氧化时间确定:氧化时间根据所需氧化膜的厚度来确定。一般情况下,氧化时间在 20 - 60 分钟之间。在其他条件固定的情况下,氧化时间与氧化膜厚度成正比,但过长的氧化时间会导致氧化膜的孔隙率增加,耐腐蚀性下降。
5.搅拌与循环:在氧化过程中,对电解液进行充分搅拌和循环是很重要的。搅拌可以使电解液成分均匀,温度分布一致,避免局部过热和浓度不均,有利于提高氧化膜的质量和均匀性。同时,循环系统还能及时带走氧化过程中产生的热量,维持电解液温度的稳定。
3.染色(可选)
1.染料选择:根据所需颜色选择合适的染料,分为有机染料和无机颜料。有机染料颜色鲜艳、品种丰富,但耐光性和耐腐蚀性相对较差;无机颜料则具有较好的耐光性和耐腐蚀性,但颜色相对较少。此外,还要考虑染料与氧化膜的亲和性,以保证染色效果。
2.染色工艺控制:染色温度、时间和染料浓度是影响染色效果的关键因素。一般来说,染色温度在 40 - 60℃之间,染色时间为 10 - 30 分钟,染料浓度根据颜色深浅要求进行调整。同时,要注意染色槽的清洁,避免杂质混入影响染色质量。
4.封孔
1.封孔方法选择:常见的封孔方法有热水封孔、蒸汽封孔和镍盐封孔等。热水封孔成本低、操作简单,但封孔质量相对较差;蒸汽封孔效果较好,但设备要求高;镍盐封孔能获得较好的耐腐蚀性和耐磨性,但需要严格控制封孔液的成分和工艺参数。
2.封孔工艺参数控制:以镍盐封孔为例,封孔液的 pH 值一般控制在 5.5 - 6.5 之间,温度在 80 - 90℃,封孔时间为 10 - 30 分钟。封孔过程中要定期检测封孔液的成分和浓度,及时补充消耗的药剂,以保证封孔质量的稳定性。
在整个阳极氧化过程中,操作人员还需严格遵守安全操作规程,因为电解液具有腐蚀性,涉及到的电气设备也存在一定的安全风险。同时,要定期对设备进行维护和保养,对工艺参数进行检测和调整,以确保阳极氧化加工的质量和稳定性。