铝合金瓷质阳极氧化工艺解析

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：瓷质阳极氧化又称仿釉氧化，是铝及铝合金精饰的一种方法。其处理工艺实际是一种特殊的铬酸或草酸阳极氧化法。瓷质阳极氧化一般采用较高的电解电压和较高的电解液温度。当铬酸含量在工艺控制的范围之内时，瓷质氧化膜的色泽最佳。

在阳极氧化电解液中加入某些物质，使其在形成氧化膜的同时被吸附在膜层中，从而获得光滑且有光泽、均匀的不透明类似瓷釉和搪瓷色泽的氧化膜，故称瓷质阳极氧化。瓷质阳极氧化又称仿釉氧化，是铝及铝合金精饰的一种方法。其处理工艺实际是一种特殊的铬酸或草酸阳极氧化法。它的氧化膜外观类似瓷釉、搪瓷或塑料，具有良好的耐蚀性，并能通过染色获得更好的装饰效果。瓷质阳极氧化一般采用较高的电解电压（25～50V）和较高的电解液温度（48～55℃）。

瓷质阳极氧化溶液主要分为两类：

1）在草酸或硫酸电解液中添加稀有金属元素（如Ti、Zr等）盐类。在氧化过程中，主要依赖于所添加盐类的水解作用，产生发色物质沉积于整个氧化膜的孔隙中，形成似釉的膜层。膜层质量好，硬度较高，但电解液价格贵，使用周期短，且对工艺的控制要求十分严格。

2）以铬酸酐为基础的混合酸电解液。它具有成分简单、价格低廉、形成的膜层弹性好等优点，但是膜层硬度比较低。

1.瓷质阳极氧化的工艺规范

瓷质阳极氧化工艺规范见表2⁃37。

表2⁃37 瓷质阳极氧化工艺规范

2.瓷质阳极氧化的影响因素

（1）草酸草酸含量过低，膜层变薄；含量过高，会使溶液对氧化膜的溶解过快，氧化膜变得疏松，降低膜层的硬度和耐磨性。随着草酸含量的增加，膜层的色泽逐步加深，但当其质量浓度超过12g/L时，膜层的透明度重新增加，其外观类似黄色的草酸氧化膜。草酸含量对于瓷质氧化膜厚度的影响，如图2⁃18所示。

（2）铬酸随着铬酸添加量逐步增加，膜层的透明度随之降低，并向灰色方向转化，仿瓷质效果提高。当铬酸含量在工艺控制的范围之内时，瓷质氧化膜的色泽最佳。铬酸含量达55g/L时，效果下降，并对铝表面发生腐蚀作用。铬酸含量与氧化膜厚度的关系，如图2⁃19所示。

（3）柠檬酸和硼酸适当提高柠檬酸和硼酸的含量，可提高氧化膜的硬度和耐磨性，增加硼酸含量，能显著改善氧化膜的成长速度，同时膜层向乳白色转化，但当其含量超过10g/L时，氧化速度反而降低，膜层向雾状透明转化。

图2⁃18 草酸含量与氧化膜厚度的关系

图2⁃19 铬酸含量与氧化膜厚度的关系

（4）草酸钛钾当其溶液中草酸钛钾的含量不足时，所得氧化膜是疏松的，甚至是粉末状的。草酸钛钾的含量需控制在工艺范围内，从而使膜层致密、耐磨和耐蚀性好。

（5）铝合金成分为获得优质的瓷质阳极氧化膜，最重要的因素之一是选择合适的铝合金材质，最合适的铝合金（合金中百分含量为质量分数）是：Al⁃Mg（3%～4%）、Al⁃Zn（5%）⁃Mg（1.5%～2%）、Al⁃Mg（0.8%）⁃Si（1.8%）、Al⁃Mg（0.8%）⁃Cr（0.4%）。

（6）电压电压影响膜层的色泽。电压过低时，膜层薄而透明；电压过高时，膜层由灰色转变为深灰色，达不到装饰的目的。

（7）温度瓷质氧化的操作温度对阳极氧化膜有很大的影响。温度升高，膜的成长速度加快，而当温度过高时，膜层的厚度会下降，膜层表面粗糙而无光泽。

（8）氧化时间氧化开始阶段膜层增加较快，当膜厚达到16μm时，膜的生成速度极其缓慢。

铝合金瓷质阳极氧化工艺解析

相关推荐