阳极氧化-富坤阳极氧化-硬质阳极氧化

铝型材阳极氧化理论解析

阳极氧化时阳极反应，由于电解质是强酸性的：阳极电位较高，因此阳极反应首先是水的电解，产生初生态的 [O] ，氧原子立即在阳极对铝件表面发生化学级化反应，生成氧化铝，即薄而致密的阳极氧化膜。这一过程与初始电压、电流密度的大小有密切关系。

生成的氧化膜在酸性一电解液中，产生化学溶解作用。部分氧化膜在电解液中的溶解又是必须的，否则由于膜的电绝缘性，将阻止电流的继续通过而影响级化膜的继续生成。

阴极反应：阴极只是起导电作用和析氢反应，当铝合金的其他合金元素在阳极过程中溶解后，有可能在阴极上沉积析出。

氧化膜的成长过程包含着相辅相成的两个方面：

1、膜的电化学生成过程。

2、膜的化学溶解过程。

两者缺一不可，而且必须使膜层的生成速度恒大于溶解速度，这样才能获得较厚的氧化膜。为此，所选择的电解液性质及工艺规范都必须具备这些条件。

在阳极氧化过程中，由于电位差的作用，带电质点相对于固体壁发生电渗液流。电渗液流的存在，是阳极氧化膜得以增长的一个必要条件。

?铝合金氧化膜的封孔

1.铝合金氧化膜封孔的定义

铝阳极氧化之后对氧化膜进行的物理或化学处理过程，以降低氧化膜的孔隙率和吸附能力，以便把染料密封在微孔中，同时提高膜的耐蚀性、耐磨等性能。在建筑行业世界各国对氧化膜的封孔基本上采用高温蒸汽法、冷封孔、电泳涂装法三种工艺，但目前中温封孔有扩大的趋势。从封孔原理来分主要有水合反应、无机物填充或有机物填充三大类。

2.热封孔工艺

a.沸水封孔：在接近沸点的纯水中（温度95度以上，去离子水），通过氧化铝的水合反应将非晶态的氧化铝转化成水合氧化铝，由于水合氧化铝比原来的体积大了30%，体积膨胀使的氧化膜的微孔填充封闭。

b.高温蒸汽封孔：原理和沸水封孔一样，优点：速度快、水质的依赖性小、少出现白灰、褪色风险小。设备需要密闭来保证温湿度，本色阳极氧化，一般温度115~120度，压力在0.7~1atm为佳，阳极氧化颜色，成本高！

3.冷封孔工艺

冷封孔是我国基本的封孔技术，操作温度20~25的室温，时间和热封孔比缩短一半，是依靠微孔中的沉积的填充物来进行封孔的，成熟的工艺为氟化镍为主成分的冷封工艺。冷封孔完成后要进行热水陈化后（60~80度去离子热水，10~15分钟）处理来改性，避免产品出现高温微裂。

4.中温封孔工艺

针对热封和冷封工艺的缺陷开发出无机盐中温封孔技术，主要包括铬酸盐封孔、硅酸盐封孔和盐封孔。

a.铬酸盐封孔：可提供良好的防腐蚀作用，尤其用于压铸铝合金和高铜铝合金（PH6.32~6.64，大约10min）

b.硅酸盐封孔：由于硅酸盐封孔后常常发生白灰或者变色，目前除非特殊需要不用此工艺

c.镍封孔：封孔品质比较好，在北美用得较多，我国除有机染色的小部件采用外，其他基本不用。

在实际生产中如果不加区别地将原喊蚀洗工艺流程中其它工序工艺参数照搬到喷砂工艺流程中来或在喷砂工艺中未能确定适当的工艺参数，其终产品可能是不合格的，因此对喷砂条件下铝型材表面及表层状况的研究将有助于整个工艺流程的确立和工艺参数的选择。一、砂面形成机理化学砂面法其本质是利用金属材料在某种特定的介质中发生孔浊而达到精饰的目的，与化学砂面法相比，机械砂面法砂面形成机理完全不同，机械砂面是用压缩空气将不同磨粒射向铝型材表面，机械喷砂过程兼具有喷砂处理的冲净作用和喷丸处理的表面强化作用。二、表面形貌对阳极氧化膜层性能的影响从喷砂砂面形成机理可以看出，喷砂过程对铝型材表面形貌会有较大的影响，硬质阳极氧化，对国内某厂分别进行化学砂面和喷砂砂面的铝型材在阳极氧化前（表面预处理工艺中在砂面形成后的碱洗和中和工艺参数相同）现场取样，用表面祖糙度检测仪和扫描电镜对2种样品作了检测，发现2种工艺条件下铝型材的表面形貌参数值有较大差异。在消除挤压条纹和擦伤方面，喷砂工艺比碱洗工艺更具优势，其横向与纵向粗糙度数值基本一致.显然它能比化学砂面工艺获得更为均匀的砂面。三、表层***结构对阳极氧化的影响喷砂过程中金刚砂的冲击作用将引起铝型材表层***结构的变化，喷砂时表层金《在高速弹丸的冲击下发生激烈的塑性变形，伴随着塑性变形过程晶体发生滑移，阳极氧化，导致亚晶粒内位错密度的增加，晶格畸变。四、结束语在不同预处理条件下，由于砂向形成机理的不同，铝型材表面微观形貌、表层晶体***结构、表面活化能也有本质的区别，这些将亢接或间接地对阳极氧化膜层性能有着重要的影响，在生产实践中如果不加区别地将碱蚀洗工艺流程中的工艺参数照搬到喷砂工艺流程来，可能使产品不合格。

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