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硬質氧化的原理和工藝要求


硬質氧化全稱硬質陽極氧化處理。鋁合金的硬質陽極氧化處理主要目的是,提高鋁及鋁合金的各種性能,包括耐蝕性、耐磨性、耐候性、絕緣性及吸附性等。它既適用于變形鋁合金,也可能用于壓鑄造鋁合金零部件。

硬質(zhi)陽極(ji)氧化原理

單純硫(liu)酸型鋁合金硬質陽極氧(yang)化原理和(he)普(pu)通陽極氧(yang)化沒有(you)本質區(qu)別,如果(guo)是混酸型硬質氧(yang)化則存在一(yi)些(xie)附反應。

1、陰極反(fan)應(ying):4H+ +4e=2H2↑

2、陽極反應:4OH--4e=2H2O+O2↑

3、鋁氧(yang)化:陽極上(shang)析(xi)出的氧(yang)呈原(yuan)子狀(zhuang)態(tai),比分子狀(zhuang)態(tai)的氧(yang)更為活潑,更易與鋁起反(fan)應:2Al+3O→Al2O3

4、氧(yang)(yang)化(hua)于(yu)陽極膜溶解(jie)的動平衡:氧(yang)(yang)化(hua)膜隨(sui)著通電時間的增(zeng)加(jia),電流(liu)增(zeng)大而促使(shi)氧(yang)(yang)化(hua)膜增(zeng)厚(hou)。與此同時,由于(yu)(Al2O3)的化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質有兩重性(xing)(xing)(xing),即(ji)它在(zai)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)溶液中呈堿性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)化(hua)物,在(zai)堿性(xing)(xing)(xing)溶液中呈酸(suan)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)(yang)化(hua)物。

無疑(yi)在硫酸溶(rong)液(ye)中氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)液(ye)發生溶(rong)解(jie),只有(you)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的生成(cheng)速度大于它的溶(rong)解(jie)速度,氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)才有(you)可能增(zeng)厚,當溶(rong)解(jie)速度與生成(cheng)速度相等時(shi),氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)不(bu)再增(zeng)厚。當氧(yang)化(hua)速度過分大于溶(rong)解(jie)速度時(shi),鋁和鋁合金制件表面易生成(cheng)帶粉狀的氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo) 。

硬質陽極氧化工藝(yi)要(yao)求(qiu)

為了得到質量較好的硬質陽極氧化膜(mo),并能保證零(ling)件(jian)所需要(yao)尺寸,必須按下(xia)列要(yao)求來(lai)進行加工(gong)。

銳(rui)角倒圓

被加工零件不(bu)允許有(you)銳角(jiao)、毛(mao)刺以及其它(ta)各種(zhong)尖銳的有(you)棱角(jiao)的地(di)方(fang)因為硬質氧(yang)化,一般陽極氧(yang)化時間均是很長的,而且(qie)氧(yang)化過程(Al+O2→A12O3+ Q )本(ben)身就(jiu)是一個放熱反應(ying)。

又由于一般零(ling)件棱(leng)角的地方往往又是(shi)電流較為集中的部(bu)(bu)位(wei)(wei)所以這(zhe)些(xie)部(bu)(bu)位(wei)(wei)最易(yi)引(yin)起(qi)零(ling)件的局部(bu)(bu)過熱,使零(ling)件被燒傷。因此鋁和鋁合金(jin)所有(you)棱(leng)角均應進行(xing)倒(dao)角處(chu)理,并且倒(dao)角y圓半徑不應小(xiao)于0.5毫米。

硬質陽極氧化

表面光潔度

硬質陽極(ji)氧化后(hou)(hou),零(ling)件表面的光(guang)潔(jie)度(du)是有(you)所(suo)(suo)改變的,對于較粗糙的表面來(lai)說,經此處理(li)后(hou)(hou)可以顯得比(bi)原來(lai)平(ping)整一些,而對于原始光(guang)潔(jie)度(du)較高的零(ling)件來(lai)說,往(wang)往(wang)經過此種處理(li)后(hou)(hou),顯示的表面光(guang)潔(jie)光(guang)亮度(du)反而有(you)所(suo)(suo)降低,降低的幅度(du)在1~2級左右。

尺寸(cun)余量(liang)

因硬質氧化(hua)膜的(de)厚度較高,所以(yi)如(ru)需要(yao)進一步(bu)加工(gong)的(de)鋁零(ling)件或以(yi)后需要(yao)裝配的(de)零(ling)件,應(ying)事先留有一定的(de)加工(gong)余量,及指定裝夾部位。

因硬質(zhi)陽極(ji)氧(yang)化(hua)時(shi),要(yao)改變零(ling)件尺寸(cun),故(gu)在機械加(jia)工(gong)時(shi),要(yao)事先預(yu)測,氧(yang)化(hua)膜(mo)的(de)可能厚(hou)度和尺寸(cun)公差,而后在確(que)定陽極(ji)氧(yang)化(hua)前的(de)零(ling)件實際尺寸(cun),以便處理后,符合規定的(de)公差范(fan)圍。一般來說,零(ling)件增(zeng)加(jia)的(de)尺寸(cun)大致為生成氧(yang)化(hua)膜(mo)厚(hou)度的(de)一半左右 。

夾(jia)具

因(yin)硬質陽(yang)極氧(yang)化的(de)(de)零(ling)件(jian)在氧(yang)化過程中,要(yao)承受(shou)很高的(de)(de)電壓和較高的(de)(de)電流,一定要(yao)使夾(jia)(jia)具和零(ling)件(jian)能(neng)保持極良好的(de)(de)接觸(chu),否則將(jiang)因(yin)接觸(chu)不良而造(zao)成擊穿或燒(shao)傷(shang)零(ling)件(jian)接觸(chu)部位的(de)(de)毛(mao)病。所以(yi)要(yao)求對不同形狀的(de)(de)零(ling)件(jian),以(yi)及零(ling)件(jian)氧(yang)化后的(de)(de)具體要(yao)求來(lai)設(she)計和制造(zao)專(zhuan)用(yong)夾(jia)(jia)具。

局(ju)部保護(hu)

如在(zai)同一個零件上,既(ji)有普通陽極(ji)氧化(hua)又要(yao)有硬質(zhi)陽極(ji)氧化(hua)的(de)部位因根(gen)據零件的(de)光潔度和精密度來安排具體工序。通常首先進(jin)行(xing)普通的(de)陽極(ji)氧化(hua),在(zai)進(jin)行(xing)硬質(zhi)陽極(ji)氧化(hua),把不(bu)需要(yao)進(jin)行(xing)硬質(zhi)陽極(ji)氧化(hua)的(de)表面加以(yi)絕(jue)(jue)緣(yuan),絕(jue)(jue)緣(yuan)的(de)方法(fa)有用噴槍或(huo)毛刷(shua),將以(yi)配制好硝基(ji)膠(jiao)或(huo)過氫乙烯膠(jiao)涂抹于不(bu)需要(yao)處理(li)的(de)表面,絕(jue)(jue)緣(yuan)層要(yao)涂的(de)薄(bo)而均(jun)勻,每涂一層應在(zai)低(di)溫下干燥30~60分鐘共涂2~4層即(ji)可。

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