鋁合金陽(yáng)極氧化后,會(huì)存在部位色差,是鋁合金行業(yè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題,那么,此現(xiàn)象是怎么回事,是什么原因造成的呢?
上述情況一般發(fā)生在面積相對(duì)比較大的工件上,小工件不易出現(xiàn)此種情況。我們都知道,產(chǎn)品需要通過(guò)氧化池浸泡進(jìn)行陽(yáng)極氧化工藝,工件在硫酸溶液染料的作用下,生成一層致密的氧化膜的過(guò)程。當(dāng)你的鋁產(chǎn)品出現(xiàn)部位色差,其實(shí)是工件不同部位表面生成的氧化膜厚度和孔隙率不一致。
01
陽(yáng)極氧化過(guò)程
其中,鋁合金在硫酸溶液中進(jìn)行陽(yáng)極氧化的這個(gè)過(guò)程是需要通電的。將金屬或合金的制件作為陽(yáng)極,采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能,如表面著色,提高耐腐蝕性、增強(qiáng)耐磨性及硬度,保護(hù)金屬表面等。
鋁陽(yáng)極氧化,將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽(yáng)極,在特定條件和外加電流作用下,進(jìn)行電解。陽(yáng)極的鋁或其合金氧化,表面上形成氧化鋁薄層,其厚度為5~30微米,硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜可達(dá)25~150微米。
02
陽(yáng)極氧化電極反應(yīng)
鋁及鋁合金陽(yáng)極氧化液一般采用中等溶解能力的酸性溶液,如硫酸、草酸等,將鋁及鋁合金零件作為陽(yáng)極,鉛板為陰極,通以直流電,陰極上的反應(yīng)為:
2H++2e →H2↑
而在陽(yáng)極上,主要是水的放電:
H2O—2e→[O]+2H+
2Al+3[O]→AL2o3+1670kJ
關(guān)鍵影響因素:氧化膜
這里需要提及的一點(diǎn)是,最終染色質(zhì)量的好壞,其中一個(gè)較為關(guān)鍵的要素是鋁合金的內(nèi)層氧化膜(厚度、均勻程度),這將直接決定了產(chǎn)品成色的均勻度以及是否存在色差。
03
陽(yáng)極氧化膜
陽(yáng)極氧化膜生長(zhǎng)過(guò)程
鋁及鋁合金在陽(yáng)極氧化過(guò)程中,氧化膜的電化學(xué)生成和化學(xué)溶解是同時(shí)發(fā)生的,只有當(dāng)氧化膜的生成速度大于氧化膜的化學(xué)溶解速度時(shí),氧化膜才能生長(zhǎng)和加厚。
氧化膜的結(jié)構(gòu)
從電子顯徽鏡觀察證實(shí),陽(yáng)極氧化膜由阻擋層和多孔層所組成。阻擋層是薄而無(wú)孔的,而多孔層則由許多六棱柱體的氧化物單元所組成,形似蜂窩狀結(jié)構(gòu)。每個(gè)單元的中心有一小孔直通鋁表面的阻擋層,孔壁為較致密的氧化物。
單位電流密度
然而,單位電流密度是影響氧化膜生成的其中一個(gè)比較關(guān)鍵的因素。這又和電壓有關(guān)系,所以說(shuō)當(dāng)我的工件比較大的時(shí)候,如果說(shuō)掛具掛點(diǎn)接觸的導(dǎo)電部位比較少,那么將無(wú)法讓整個(gè)工件在硫酸溶液中形成一個(gè)相對(duì)較為均勻的氧化膜層,從而產(chǎn)品氧化出來(lái)后的顏色會(huì)出現(xiàn)部位色差。
陽(yáng)極氧化的初始電壓對(duì)膜的結(jié)構(gòu)影響很大。電壓較高時(shí)生成的氧化膜孔體尺寸增大而孔隙率降低;電壓過(guò)高使零件的棱角邊緣容易被擊穿,而且電流密度也會(huì)過(guò)大,導(dǎo)致氧化膜粗糙、疏松、燒焦。因此,陽(yáng)極氧化開(kāi)始時(shí)電壓應(yīng)逐步升高。
在其他條件不變的情況下,提高陽(yáng)極電流密度,可以加快氧化膜的生成,縮短氧化時(shí)間,膜層較硬,耐磨性好。電流密度過(guò)高時(shí)溶液溫升加快,膜的溶解速度也增大,容易燒壞零件。一般情況下,電壓以15V~20V為宜,而電流密度控制在1.0A/ dm2~5 A / dm2。
以上便是鋁合金陽(yáng)極氧化后,出現(xiàn)色差的原因,控制好合金的內(nèi)層氧化膜(厚度、均勻程度)和單位電流密度,是提高氧化質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
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