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硫酸阳极氧化工艺简单,溶液稳定,操作方便,允许杂质含量范围较宽,电能消耗少,成本低,且几乎可以适用于铝及各种铝合金的加工,所以在
国内已得到了广泛的应用。
下表为典型的阳极氧化工艺:配方及工艺条件 直流法
硫酸(g/L) 160~180
铝离子Al3+(g/L) <25
温度(℃) 18~22
阳极电流密度(A/dm2) 1.2~1.5
电压(V) 16~20
时间(min) 20~40
搅拌 压缩空气 槽液循环
阴极面积/阳极面积 1.5:1 影响氧化膜质量的因素主要有:①硫酸浓度:通常采用15%~20%。浓度升高,膜的溶解速度加大,膜的生长速度降低,膜的孔隙率高,吸附力强,富有弹性,染色性好(易于染深
色),但硬度,耐磨性略差;而降低硫酸浓度,则氧化膜生长速度加快,膜的孔隙少,硬度高,耐磨性好。
所以,用于防护,装饰及纯装饰加工时,多使用允许浓度的上限,即20%浓度的硫酸做电解液。
通过选用不同类型、不同浓度的电解液,以及控制氧化时的工艺条件,可以获得具有不同性质、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜,其耐蚀性
,耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。铝及铝合金的阳极氧化所用的电解液一般为中等溶解能力的酸性溶液,铅或铝作为阴极,仅起导电作用
。铝及其合金进行阳极氧化时,在阳极发生下列反应:
2Al ---> 6e- + 2Al3+
在阴极发生下列反应:
6H2O +6e- ---> 3H2 + 6OH-
同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解,其反应为:
2Al + 6H+ ---> 2Al3+ +3H2
Al2O3 + 6H+ ---> 2Al3+ + 3H2O
氧化膜的生长过程就是氧化膜不断生成和不断溶解的过程。
段a(曲线ab段):无孔层形成。通电刚开始的几秒到几十秒时间内,铝表面立即生成一层致密的、具有高绝缘性能的氧化膜,厚度约0.01~
0.1微米,为一层连续的、无孔的薄膜层,称为无孔层或阻挡层,此膜的出现阻碍了电流的通过和膜层的继续增厚。无孔层的厚度与形成电压成正比
,与氧化膜在电解液中的溶解速度成反比。因此,曲线ab段的电压就表现出由零急剧增至大值。
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