【 日期：2017.04.28 | 阅读:8362 | 打印当前页面 | 返回上一页 】
阳极氧化处理所用的溶液种类很多，目前常用的有：硫酸、草酸、草酸加硫酸、丙二酸和磺基水杨酸等。其中最普遍的做法是用硫酸作为氧化处理溶液，通电进行阳极氧化处理，这种方法通常简称为硫酸阳极氧化处理法。它的优点是：除了得到致密的氧化膜外，其氧化膜孔隙率也大，能更好地浸渍填料，并且适应该氧化处理法的铝材料范围较广，同时操作工艺简单、成本低，特别是电能消耗低。因此，在很多情况下都采用硫酸阳极氧化处理法。
采用硫酸阳极氧化处理法，应考虑影响氧化膜质量的以下因素。
（1）硫酸氧化处理溶液的浓度
硫酸氧化处理溶液的浓度对氧化处理过程的影响极大。在较浓的硫酸溶液中，氧化膜生长速度要比较稀的硫酸溶液中慢得多，因为在比较浓的溶液中生成的氧化膜溶解速度大。当硫酸深度升高时，氧化膜的硬度有所降低。在浓度比较高的硫酸中，得到的氧化膜的孔隙率大，膜层也比较平滑而均匀。但硫酸的浓度也不能太高，否则所生成的氧化膜呈粉状，且疏松，易脱落；硫酸的浓度也不能太低，若采用较低浓度的硫酸溶液，不仅氧化处理液的使用寿命缩短，而且零件也容易被烧坏。
（2）水
水是阳极氧化处理溶液中的主要部分，选用什么样的水作溶剂，与氧化膜的质量好坏有着直接的关系。通常，工厂中都采用蒸馏水和冷开水，不直接用未经处理的自来水。实践证明：自来水中含有氯离子，当溶液中含有氯离子浓度超过1%时，铝的阳极氧化处理零件就会被侵蚀，出现白色斑点。如果采用硬水，必须经过软化处理，因为硬水中含有可溶性的钙盐、镁盐。值得注意的是：当溶液中镁盐的含量超过5g/L时，就会影响氧化膜的质量。
（3）氧化处理溶液的温度
温度也是影响氧化膜质量的重要因素之一。当氧化处理溶液温度低时，氧化膜的溶解速度下降，可以使氧化膜增厚，提高氧化膜的硬度，增加了氧化膜的光滑性、致密性。但是，在阳极氧化处理过程中，由于氧化膜生成的热（每生成lgAl2O3放出1.68kj的热量）及电流通过氧化膜时因焦耳效应产生的热，会使氧化处理溶液的温度升高，增大氧化膜的溶解速度，降低氧化膜的硬度，并且使氧化膜层变薄，这一点应值得注意。
（4）电流密度
电流密度也是影响氧化膜质量的重要因素之一，它与氧化膜的生成速度、氧化膜的组织有较大的关系。如果电流密度太小，氧化膜生成速度缓慢，处理时间就要增加，同时延长了氧化膜在硫酸溶液中的溶解时间。
电流密度与外加电压的关系是：最初时，随着氧化膜生成而使电压增加加快，但当电压达到一定值时，只有电流密度增加，而电压实际趋向不变，这主要因为氧化膜厚度继续增加，并且变得多孔，更易于导电的缘故。
但是，电流密度太高，必然导致电解液和电极因焦耳效应而过热，从而使氧化膜溶解的速度变大。如果把电流密度提高太多，则生成的氧化膜硬度将下隆，表面粗糙、疏松并起粉末，容易脱落。甚至因电流密度过高，氧化处理件形成局部过热，以致铝制品产生“电腐蚀”，也就是通常所讲的“烧损”。
在实践中，通常把电流密度控制在2.5A/dm2左右。
（5）初、末电压与处理时间
阳极氧化处理的初、末电压与时间，对氧化膜质量的影响也很大。如果一开始电压升得太高，通过处理零件的电流也愈大，因焦耳效应而产生剧烈的发热现象，加上氧化膜的生成热，造成零件附近溶液温度升高，增加了氧化膜的溶解速度，生成的氧化膜软、无光泽、表面呈粉末状。特别是氧化膜层与基体金属结合处的热量来不及散发，形成局部过热而烧杯零件。如果末电压过大，即通过的电流超过了规定的电流密度，同时也产生上述现象；电压过小，即通过的电流达不到有所要求的电流密度，则形成的氧化膜薄且不耐磨。
对于氧化处理时间，一般随着氧化处理时间的延长，氧化膜的厚度增大。但到了一定时间后即氧化膜的生成速度与溶解速度相等，若不增加外电压，氧化膜厚度实际不再增加。如果延长时间，则氧化膜硬度降低，经封闭处理后会起粉末。如果处理时间太短，氧化膜层厚度薄且不耐磨。
（6）氧化处理溶液的搅拌速度
关于氧化处理搅拌的重要性，前面已作了介绍。氧化膜质量与氧化处理溶液的搅拌速度大小有关。采用压缩空气进行搅拌时，若阀门开得大小，溶液的搅拌速度就小，则来不及将氧化处理零件附近产生的热量带走，零件有被烧坏的危险；若压缩空气阀门开得过大，溶液搅拌速度太快，容易使挂具发生晃动，造成夹具与零件接触不良，引起夹具与零件接触处“电磨触”而出现残缺现象。
因此，在不松动零件与夹具接触的前提下，阳极氧化处理溶液的搅拌速度应尽量提高。总之，阳极氧化处理的工艺条件与要求，应根据氧化膜的生成速度快、膜层厚且硬，同时与基体附着力强等要求来考虑。对于耐磨性要求高的氧化处理零件，还应考虑其多孔性的问题。阳极氧化处理零件的要求之间是相互关联的，不能片面地或孤立地考虑某个条件与要求。
除了上面提到的硫酸阳极氧化处理溶液外，常用来进行阳极氧化处理溶液的还有铬酸电解液和草酸电解液。
（7）铬酸电解液中的阳极氧化
铬酸电解液中获得的氧化膜是不透明的灰色或彩虹色，弹性较好，几乎没有气孔，它的耐蚀性比不封闭的在硫酸溶液中得到的氧化膜要强。只是铬酸电解液中获得的氧化膜的厚度较薄，氧化后零件的实际尺寸只增加1um，但可以利用这一点保持零件的原有精度。由于铬酸溶液对铝及其合金的腐蚀性比其他电解液要小，所以对一些具有铆钉、狭缝、砂眼的零件，特别是对压铸、浇铸件的阳极氧化处理较为适用。
随着氧化过程的进行，铝不断地进入电解液中。由于溶解的铝与铬酸化合，所以游离铬酸的含量将随着处理时间的延续而减少，这将导致膜的耐蚀性降低。因此，要定时间向电解液中补充铬酐。
铬酸电解液中的有害杂质是Cr3+、Cl-、SO4.为了保证阳极氧化的质量，在进行阳极氧化时，要注意分别控制这些有害成分的含量。
目前还有一种取代铬酸阳极氧化的薄层阳极氧化工艺，即铝合金的硼酸－硫酸阳极氧化工艺。该工艺属清洁工艺，对环境保护有积极意义。
（8）草酸电解液中的阳极氧化
用该种方法得到的氧化膜的电绝缘性好，因此多用于绝缘氧化。所生成的氧化膜是一种厚且有弹性的膜，可用于铝线材的加工处理。这种电解液的缺点是有毒，价格昂贵，生产过程中在阴极上可还原成羟基乙酸，而在阳极上被氧化成二氧化碳，因此电解液不稳定。
在草酸电解液中阳极氧化的特点是所用的电压较高。这是由于氧化膜的结构很致密，电阻大，如果不增加电压，氧化膜就不能增厚。在氧化过程开始时，电流和电压的增加应该缓慢进行。因为，如果操之过急则会造成新生膜层中不均匀处的电流集中，这将导致该处出现严重的电击穿，从而会引起金属铝材的腐蚀。因此，在实际应用中，一旦发现电流突然上升（电压下降），则说明正常阳极氧化过程被破坏了。另外，由于所采用的电压很高，电解液中的温度往往不均匀，这就要求剧烈地搅拌电解液。生产中多采用净化了的压缩空气来进行搅拌。为了提高氧化膜绝缘性能的稳定性，最后可将氧化后的零件或铝线用清漆或绝缘漆浸泡。
上述工艺适用于纯铝和铝镁合金，但不适用于铝－铜合金，其原因是由于铝－铜合金中的AlCu2在阳极氧化时会被溶解，造成膜层的疏松多孔。
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