surface treatment
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铝型材表面铬酸阳极氧化处理
铝型材铬酸阳极氧化的特点:
用3%~10%的铬酸电解液,通以直流电,在一定的工作条件下进行铝及铝型材的阳极氧化处理,所得到的铬酸氧化膜比硫酸氧化膜和草酸氧化膜要薄的多,一般厚度只有2~5μm,能保持原来零件的精度和表面粗糙度;膜层质软、弹性高,基本上不降低原来材料的疲劳强度,但耐磨性不如硫酸阳极氧化膜,膜层不透明,颜色由灰白色到深灰色或彩虹色;由于铬酸几乎没有空穴,一般不易染色,膜层不需要封闭就可以使用,再同样厚度情况下它的耐蚀能力要比不封闭的硫酸氧化膜高;铬酸氧化膜与有机物的结合力良好,是油漆的良好底层;由于铬酸对铝型材的溶解度比在其他电解液中小,所以该工艺适用于机械加工件、钣金件,适用于硫酸法难以加工的松孔度较大的铸件、铆接件、电焊件以及尺寸允许差小和表面粗糙度低的铝铸件,含铜量大于4%的铝型材一般不适用于铬酸阳极氧化。
铝型材铬酸阳极氧化工艺流程:
铝型材→机械抛光→除油→碱侵蚀→出光→清洗→铬酸阳极氧化→清洗→干燥→成品;
铝型材表面铬酸阳极氧化工艺规范(直流电源)
铬酸酐CrO3
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0~35g/L
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温度
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40±2℃
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氧化时间
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60min
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阴极材料
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铅板或石墨
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阳极电流密度
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0.2~0.6A/dm³
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电压
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0~40V
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pH值
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0.65~0.8
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阴阳极面积比
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3:1
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铬酸酐CrO3
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95~100g/L
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温度
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37±2℃
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氧化时间
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35min
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阴极材料
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铅板或石墨
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阳极电流密度
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0.3~0.5A/dm²
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电压
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0~40V
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pH值
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<0.8
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电解液配置方法:
计算槽的容积和所需的铬酸酐,全部加入槽内,然后加4/5容积的蒸馏水或去离子水,剧烈搅拌,待铬酸全部溶解后,最后加蒸馏水至工作液面;经分析、调试合格后,即可使用;氧化过程中应经常进行浓度分析,适时添加铬酐。
有害杂质的影响及排除:
电解液中常有的有害杂质为SO2-4、CI、CR³等离子、SO2-4含量大于0.5g/L、CI大于0.2g/L时氧化膜变粗糙;此外,由于在氧化过程中六价铬还原成三价铬,Cr³+增多,会使氧化膜变暗无光,抗蚀性能降低。
溶液中的Cr³+可采用电解法除去,用铅制阳极、铜制阴极,其阳极电流密度为0.25A/dm²,阴极电流密度为10A/dm²,使Cr³+在阳极氧化成Cr^6+。
溶液中SO2-4含量过高阳极氧化效果不好,硫酸盐含量超过0.5%时,可添加0.2~0.3g/L的Ba(OH)2或BaCO3,通过化学沉淀法使其生成硫酸钡沉淀除去。
溶液中氯化物含量不应超过0.2g/L,溶液中CI-含量过高时,必须稀释或更换溶液。
电解液的维护和调整:
由于氧化过程中铝的溶解,使溶液中铬酸铝[AI2(CrO4)3]及碱性铬酸铝[AI(OH)CrO4]的量逐渐增多,而游离铬酸含量减少,使电解液的氧化能力降低,因此要对电解液作定期分析,适时的添加铬酸酐;也可用测量电解液的单位导电度或pH值的方法来调整电解液。
铝型材表面铬酸阳极氧化工艺操作要点:
开始氧化的15min内,电压控制在25V左右,随后将电压逐步调整到40V,持续45min,断电,取出铝型材;随着氧化过程的进行,电流有下降现象,为了保持一定的电流密度,必须经常调整电压,并严格控制pH值在规定范围内。
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