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1、铝合金手机外壳阳极氧化原理铝合金手机外壳阳极氧化原理及常见故障分析及常见故障分析1一、氧化目的一、氧化目的： 使产品有耐腐蚀、耐使产品有耐腐蚀、耐 磨性的效果，并且有一定磨性的效果，并且有一定 的装饰性，从而满足客户的装饰性，从而满足客户 的需求。的需求。2二、氧化种类：1、化学氧化化学氧化：A.定义定义：将铝及其合金置于某种适当的化学药液中进行化学反应的过程称化学氧化。B.性质性质：氧化膜较薄(厚度为0.5-4um)多孔有良好的吸附能力,质软不耐磨、抗蚀性低于阳极氧化膜，一般作为涂装的底层（如白色钝化、金黄色钝化）。32、电化学氧化：A.定义： 将铝及其合金置于某种适当的电解液中作为阳极，在
2、外电流作用下，使其表面生成氧化膜的过程称为阳极氧化，又称电化学氧化。4B、阳极氧化膜的性质（与化学氧化、阳极氧化膜的性质（与化学氧化膜相比）：膜相比）：氧化膜结构的多孔性氧化膜结构的多孔性;氧化膜的耐磨性氧化膜的耐磨性;氧化膜的抗蚀性；氧化膜的抗蚀性；氧化膜的电绝缘性；氧化膜的电绝缘性；氧化膜的绝热性；氧化膜的绝热性；氧化膜的结合力；氧化膜的结合力；氧化膜的硬度高；氧化膜的硬度高；氧化膜的装饰性。氧化膜的装饰性。5C、阳极氧化分类分类： 硫酸阳极氧化； 草酸阳极氧化； 铬酸阳极氧化； 磷酸阳极氧化； 瓷质阳极氧化； 硬质阳极氧化; 微弧阳极氧化。6D、阳极氧化机理、阳极氧化机理1、电极反应：、
3、电极反应： 阳极：阳极：H2O2E2H+O 2AL+33O AL2O3+1670.5J 阴极阴极: 2H+2E H2膜的溶解：膜的溶解： AL2O3+3H2SO4=AL2（SO4）3+3H2O7E、H2SO4物理性质：物理性质：98.3%的浓的浓H2SO4，是无色粘稠，是无色粘稠状液体状液体,沸点沸点338度度,是一种难挥发是一种难挥发性的酸性的酸化学性质：化学性质：a.强酸性；强酸性； b.易与活泼金属反应；易与活泼金属反应；c.浓浓H2SO4具有吸水性，结合水后具有吸水性，结合水后放出大量的热，常温下，放出大量的热，常温下， 浓浓H2SO4遇铁、铝合金发生钝化。遇铁、铝合金发生钝化。82、
4、氧化膜的生长过程： 总体上说包含两个方面：一是膜的生成过程；二是膜的电化学溶解过程.AL2O3.H2O多孔层阻挡层铝基体BAC9A.通电瞬间,氧和铝有很大亲和力,铝基材迅速形成一层致密无孔的阻挡层,其厚度取决于槽电压。B.由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀，阻挡层变得凹凸不平，造成电流分布不均匀，凹处电阻小，电流大，凸处相反。C.凹处在电场作用下发生电化学溶解以及H2SO4的化学溶解，凹处逐渐变成孔穴，凸处变成孔壁，阻挡层向多孔层转移。10D.多孔膜形成过程：1.阳极氧化初期，电流密度一般均超出临界电流密度，形成均匀的壁垒型膜；2.壁垒型膜逐渐成长。当电流密度低于临界值时，铝离子不能再形成新膜物
5、质，膜的表面暴露在电解液中受到浸蚀；3.进一步阳极氧化，溶液对膜的浸蚀变得不均匀；4.形成的空洞之间存在发展竞争。这种发展有“自催化”作用；5.发展较快的空洞(主空洞)在向膜深处和横向发展6.主空洞继续沿纵向和横向发展，相邻主空洞之间互相靠近，主空洞之间的小空洞停止生长；7.空洞停止横向发展，仅沿纵向深入，孔径固定。此时，空洞的产生及发展阶段结束，阳极氧化进入稳态阶段。11三、硫酸阳极氧化：(一)特性： 与草酸、铬酸相比、具有以下特点； 1、溶液稳定； 2、允许杂质含量范围大； 3、电能消耗少； 4、操作方便； 5、成本低； 6、要求温度低，须冷冻.12（二）工艺参数及操作条件： H2SO4：
6、10%-20% 160-200g/L AL 3+：3-15g/L温度：视具体情况而定 15-26电压：视具体情况而定 6V、8V、10V、13V、15V、17V时间：视具体情况而定 10分-50分搅拌：压缩空气搅拌电源：直流电/交流电 13注意事项： 1、硫酸电解液的配制；A.根据槽体的容积和硫酸浓度计算所需硫酸量B.在槽内加3/4体积纯水,并打风搅拌；C.将硫酸缓缓加入槽内，并补充纯水至规定体 积(注意切勿将水加入硫酸中）D.冷却至工艺条件温度；E.化验室取样分析,OK后即可投入生产 2、硫酸的纯度要求： 最好用试剂，我们通常用CP（化学纯） 硫酸。143、槽液维护、槽液维护A、对槽液要定期
7、进行分析，一般只分析、对槽液要定期进行分析，一般只分析游离硫酸和铝含量。槽液在使用过程中，游离硫酸和铝含量。槽液在使用过程中，游离硫酸浓度会逐渐下降，而铝含量上游离硫酸浓度会逐渐下降，而铝含量上升，当游离硫酸浓度降到规定浓度下限，升，当游离硫酸浓度降到规定浓度下限，铝含量尚未升到上限时，只需计量添加铝含量尚未升到上限时，只需计量添加硫酸，但当铝含量超过规定上限时，应硫酸，但当铝含量超过规定上限时，应排放部分（排放部分（1/41/3）槽液，然后再计量）槽液，然后再计量添加硫酸和去离子水。排放的硫酸溶液添加硫酸和去离子水。排放的硫酸溶液可用耐酸泵抽入硫酸脱脂槽内二次利用。可用耐酸泵抽入硫酸脱脂槽内
8、二次利用。降低氧化槽内的铝含量也可用硫酸回收降低氧化槽内的铝含量也可用硫酸回收设备。设备。15B、槽液液面上的漂浮物和油、槽液液面上的漂浮物和油 污应及时清除，脱落在槽污应及时清除，脱落在槽 液中的铝工件和杂物应及液中的铝工件和杂物应及 时捞起。时捞起。C、氧化槽液沉淀物较少，一、氧化槽液沉淀物较少，一 般只需一年倒槽清底一般只需一年倒槽清底一 次，次， 此时应刷洗或更换阴极板此时应刷洗或更换阴极板。16(三)氧化膜的影响因素：硫硫酸酸浓浓度度： 当当其其他他条条件件不不变变时时，提提高高硫硫酸酸浓浓度度，氧氧化化膜膜的的生生长长速速度度减减慢慢，这这是是由由于于生生长长中中的的氧氧化化膜膜在
9、在较较浓浓的的硫硫酸酸溶溶液液中中溶溶解解速速度度加加快快的的结结果果。若若硫硫酸酸浓浓度度太太低低，导导电电性性下下降降，其其氧氧化化时时间间就就要要延延长长；硫硫酸酸的的浓浓度度升升高高，有有利利於於多多孔孔膜膜的的生生成成，该该膜膜的的弹弹性性好好，吸吸附附力力强强；易易获获得得防防护护装装饰饰性性氧氧化化膜膜，硫硫酸酸浓浓度度多多利利用用上上限限，即即20%的的H2SO4，为为了了获获得得硬硬而而厚厚的的耐耐磨磨氧氧化化膜膜，应应选选用用较较稀稀的的硫硫酸酸溶溶液液，通通常常利利用用10%-15%的的H2SO4。172、温度：一般情况下，电解液温度控制比较严格，有的需用保持在1范围内，
10、溶液温度高，氧化膜溶解速度大，生成的速度减小，生成的膜疏松。若温度过低，氧化膜发脆易裂。当控制温度在18-22时，得到的氧化膜多孔，吸附性强，富有弹性，抗蚀性好，但耐磨性较差； 18槽液温度是阳极氧化一个重要工艺参数,为确保氧化膜的质量和性能要求恒定,一般需严格控制在选定温度(12)范围内,控制和冷却槽液温度有下列四种方法:冷冻机中的致冷剂与安装在氧化槽内的蛇形管连通直接冷却;用蛇形管间接冷却装置,即冷冻机冷却冷水池中的水,再用水泵将冷水打入氧化槽中蛇形管内冷却槽液;冷冻机中的致冷剂借助热交换器冷却槽液循环系统中的槽液;用槽液循环系统间接冷却装置,即冷冻机冷却冷水池中的水,再用冷水借助热交换器
11、冷却槽液循环系统中的槽液.193 3、电压：、电压： A A、电压高，氧化膜生长速度提高，孔隙增多，易染色，硬度和耐磨性提高。、电压高，氧化膜生长速度提高，孔隙增多，易染色，硬度和耐磨性提高。 B B、电压低，生成氧化膜的速度慢，膜层较致密。、电压低，生成氧化膜的速度慢，膜层较致密。 4 4、氧化时间：、氧化时间： 根据硫酸浓度，溶液温度、电压，膜厚而定，其它条件不变，时间越长，膜厚越根据硫酸浓度，溶液温度、电压，膜厚而定，其它条件不变，时间越长，膜厚越厚，但达到一定厚度时，膜厚将不会增加（即膜的溶解速度与生长速度相等）。厚，但达到一定厚度时，膜厚将不会增加（即膜的溶解速度与生长速度相等）。2
12、05 5、杂质离子影响：、杂质离子影响： 可能存在的杂质离子：可能存在的杂质离子：CLCL、F F 、NONO3 3 、ALAL3 3、CNCN2 2 、 Fe Fe 2 2 、Si Si 2 2 等等 A A、 CLCL、F F 、NONO3 3 等阴离子含量高时，氧化膜孔隙增加表面粗糙、疏松。等阴离子含量高时，氧化膜孔隙增加表面粗糙、疏松。CLCL0.05g/L F 0.05g/L F 0.01g/L0.01g/L B B、 ALAL3 3、CNCN2 2 、Si Si 2 2 主要影响氧化膜色泽，透明度和抗蚀性。主要影响氧化膜色泽，透明度和抗蚀性。21杂质杂质来源来源最大允最大允含量含量
13、（g/Lg/L）对阳极氧对阳极氧化膜质化膜质 量的影响量的影响排除方法排除方法ClCl- -水水0.050.05 在氧化在氧化膜上形成膜上形成黑色腐蚀黑色腐蚀斑点，严斑点，严重时铝制重时铝制品表面会品表面会发生穿孔发生穿孔而报废。而报废。 用去离子水或蒸馏水配制槽液，用去离子水或蒸馏水配制槽液，并严格控制清槽水质。并严格控制清槽水质。F F- -水水0.010.01同上同上同上同上22ALAL3+3+ 铝基体铝基体在阳极氧在阳极氧化过程中化过程中溶解进入溶解进入电解液电解液1010 氧化膜透明度氧化膜透明度变差变差, ,染色性能染色性能下降下降, ,耐蚀性、耐蚀性、耐磨性下降，严耐磨性下降，严
14、重时会导致工件重时会导致工件烧蚀。烧蚀。 升温至升温至40504050, ,在搅拌在搅拌条件下加入硫酸条件下加入硫酸铵铵, ,变成硫酸铝铵变成硫酸铝铵去除去除, ,也可通过稀也可通过稀释或更换槽液的释或更换槽液的方法除去方法除去. .CuCu2+2+ 合金铝合金铝中的中的CuCu溶解进入溶解进入电解液电解液0.020.02 氧化膜出现暗氧化膜出现暗色条纹或斑点色条纹或斑点 用电解处理法用电解处理法使铜在阳极上析使铜在阳极上析出出, ,平时可用刷法平时可用刷法阳极的方式减小阳极的方式减小累积累积23246、Al3+含量含量： 电解液中Al3+含量控制在0.55g/L时,有助于氧化膜的抗蚀性和耐磨
15、性, Al3+含量在5g/L以下时，膜层对染色吸附能力下降， Al3+含量在515g/L时，氧化膜吸附能力基本保持稳定，Al3+含量超出15g/L时，氧化膜会出现不规则现象，且皮膜色泽发黄，膜层性能下降。因此，为了染色色泽均匀， Al3+含量必须控制在512g/L之间。257、电流密度：、电流密度： 电流密度越大，膜较硬，耐磨性好，电流密度越大，膜较硬，耐磨性好，但电流密度过高，则会因焦耳热影响，但电流密度过高，则会因焦耳热影响，使膜层溶解作用增加，电流密度过高，使膜层溶解作用增加，电流密度过高，膜层氧化时间过长，膜疏松，硬度降低，膜层氧化时间过长，膜疏松，硬度降低，对于需染色或电解着色的氧化
16、膜，电流对于需染色或电解着色的氧化膜，电流密度宜取密度宜取1.5A/dm22.0A/dm2,装饰性阳装饰性阳极氧化膜电流密度宜取极氧化膜电流密度宜取0.50.8A/dm2;268、搅拌影响：、搅拌影响： 因氧化膜电阻较大因氧化膜电阻较大,在电流在电流作用下产生很高的焦耳热作用下产生很高的焦耳热,如不如不及时扩散及时扩散,工件易被烧损工件易被烧损,即使即使不烧烂不烧烂,生成的膜多疏松生成的膜多疏松,甚至甚至粉化。一般采用压缩空气搅拌粉化。一般采用压缩空气搅拌,用于搅拌电解液的压缩空气必用于搅拌电解液的压缩空气必须经过油水分离器净化须经过油水分离器净化,以免污以免污染槽液染槽液;279、材质影响：
17、、材质影响： 所谓材质不仅仅指合金成所谓材质不仅仅指合金成分分,还包括组织状态还包括组织状态(热处理状热处理状态态)和表面加工状态。铝越纯和表面加工状态。铝越纯,生成氧化膜透明光亮生成氧化膜透明光亮,否则否则,氧氧化膜透明度和光亮度越低化膜透明度和光亮度越低,且抗且抗蚀力越差蚀力越差,组织状态或加工不同，组织状态或加工不同，形成氧化膜不均匀。形成氧化膜不均匀。28注注：铝铝的的阳阳极极氧氧化化是是以以铝铝或或铝铝合合金金作作阳阳极极,以以铅铅板板作作阴阴极极在在硫硫酸酸、草草酸酸、铬铬酸酸等等水水溶溶液液中中电电解解，使使其其表表面面生生成成氧氧化化膜膜层层。其其中中硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化处
18、处理理应应用用最最为为广广泛泛。铝铝和和铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化氧氧化化膜膜层层有有较较高高的的吸吸附附能能力力，易易进进行行封封孔孔或或着着色色处处理理，更更加加提提高高其其抗抗蚀蚀性性和和外外观观。阳阳极极氧氧化化膜膜层层一一般般3-15um，铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化工工艺艺操操作作简简单单，电电解解液液稳稳定定，成成本本也也不不高高，是是成成熟熟的的工工艺艺方方法法，但但在在硫硫酸酸阳阳极极化化过过程程中中往往往往免免不不了了发发生生各各种种故故障障，影影响响氧氧化化膜膜层层质质量量。认认真真总总结结分分析析故故障障产产生生的的原原因因并并采采取取有有效效预预防防
19、措措施施，对对提提高高铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化质质量量有有重重要要的的现现实实意意义义。29(四）常见故障及分析四）常见故障及分析:(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后,发生局部无氧化膜发生局部无氧化膜,呈现肉眼可见的黑呈现肉眼可见的黑斑或条纹斑或条纹,氧化膜有鼓瘤或孔穴现象氧化膜有鼓瘤或孔穴现象.此类故障虽不多见但也有发生此类故障虽不多见但也有发生.上述故障原因上述故障原因,一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关，或者一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关，或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化与电解液中所
20、溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金，氧化膜则较难生成，且生成的膜发暗、发灰、光泽性不好。的铝合金，氧化膜则较难生成，且生成的膜发暗、发灰、光泽性不好。30如如果果表表面面产产生生金金属属相相的的不不均均匀匀、组组织织偏偏析析、微微杂杂质质偏偏析析或或者者热热处处理理不不当当所所造造成成各各部部分分组组织织不不均均匀匀等等，则则
21、易易产产生生选选择择性性氧氧化化或或选选择择性性溶溶解解。若若铝铝合合金金中中局局部部硅硅含含量量偏偏析析，则则往往往往造造成成局局部部无无氧氧化化膜膜或或呈呈黑黑斑斑点点条条纹纹或或局局部部选选择择性性溶溶解解产产生生空空穴穴等等。另另外外，如如果果电电解解液液中中有有悬悬浮浮杂杂质质、尘尘埃埃或或铜铜铁铁等等金金属属杂杂质质离离子子含含量量过过高高，往往往往会会使使氧氧化化膜膜出出现现黑黑斑斑点点或或黑黑条条纹纹，影影响响氧氧化化膜膜的的抗抗蚀蚀防防护护性性能能。(2)同同槽槽处处理理的的阳阳极极氧氧化化零零件件,有有的的无无氧氧化化膜膜或或膜膜层层轻轻薄薄或或不不完完整整,有有的的在在夹
22、夹具具和和零零件件接接触触处处有有烧烧损损熔熔蚀蚀现现象象.这这类类故故障障在在硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化工工艺艺实实践践中中往往往往较较多多发发生生,严严重重影影响响铝铝合合金金阳阳极极氧氧化化质质量量.31 由由于于铝铝氧氧化化膜膜的的绝绝缘缘性性较较好好,所所以以铝铝合合金金制制件件在在阳阳极极氧氧化化处处理理前前必必须须牢牢固固地地装装挂挂在在通通用用或或专专用用夹夹具具上上,以以保保证证良良好好的的导导电电性性.导导电电棒棒应应选选用用铜铜或或铜铜合合金金材材料料并并要要保保证证足足够够接接触触面面积积.夹夹具具与与零零件件接接触触处处,既既要要保保证证电电流流自自由由通通过过,又又要
23、要尽尽可可能能减减少少夹夹具具和和零零件件间间的的接接触触面面积积过过小小,电电流流密密度度太太大大,会会产产生生过过热热易易烧烧损损零零件件和和夹夹具具.无无氧氧化化膜膜或或膜膜层层不不完完整整等等现现象象,主主要要是是由由于于夹夹具具和和制制件件接接触触不不好好,导导电电不不良良或或者者是是由由于于夹夹具具上上氧氧化化膜膜层层未未彻彻底底清清除除所所致致.(3)铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化处处理理后后,氧氧化化膜膜呈呈疏疏松松粉粉化化甚甚至至手手一一摸摸就就掉掉,特特别别是是填填充充封封闭闭后后,制制件件表表面面出出现现严严重重粉粉层层,抗抗蚀蚀性性低低劣劣.这这一一类类故故障障多
24、多发发生生在在夏夏季季,尤尤其其是是没没有有冷冷却却装装置置的的硫硫32酸阳极氧化槽酸阳极氧化槽,往往处理往往处理1-2槽零件后槽零件后,疏松粉化现象疏松粉化现象就会出现就会出现,明显地影响氧化膜的质量明显地影响氧化膜的质量.由于铝合金阳极氧化膜电阻很大由于铝合金阳极氧化膜电阻很大,在阳极氧化工艺过在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热程中会产生大量焦耳热,槽电压越高产生热量越大槽电压越高产生热量越大,从从而导致电解液温度不断上升而导致电解液温度不断上升.所以在阳极氧化过程中所以在阳极氧化过程中,必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围范围.一
25、般情况下一般情况下,温度应控制在温度应控制在15-24,氧化膜质量氧化膜质量较佳较佳.若电解液温度超过若电解液温度超过30 ,氧化膜会产生疏松粉氧化膜会产生疏松粉化化,膜层质量低劣膜层质量低劣,严重时发生严重时发生“烧焦烧焦”现象。另外，现象。另外，当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必须予以限当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必须予以限制，因为阳极电流密度过高，温升剧烈，氧化膜也制，因为阳极电流密度过高，温升剧烈，氧化膜也易疏松呈粉状或砂粒状，对氧化膜质量十分不利易疏松呈粉状或砂粒状，对氧化膜质量十分不利。33(4)偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光,有时产生点状腐蚀,严重时黑色点状腐
26、蚀显著,导致零件报废,引起较大损失.这类故障往往是偶然发生并有特殊原因造成的.在铝合金阳极氧化过程中,中途断电又重新给电,往往会使氧化膜暗淡无光,而中途停电零件在清洗槽停留过久,清洗水槽酸度过高,水质不净,含悬浮物、泥砂等较多，往往会使铝合金制件发生电化学腐蚀，发生点状腐蚀黑斑等。有时向电解液中添加自来水，水经漂白粉处理且Cl-含量超标或有时盛装过HCl的容器未经彻底清洗又盛装硫酸，都会使阳极氧化电解液中混入超量的Cl-，从而导致铝合金零件阳极氧化产生点状腐蚀使产品报废等。34（五）预防故障的措施铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化膜膜质质量量好好坏坏,抗抗蚀蚀防防护护性性能能的的优优劣劣主主
27、要要取取决决于于铝铝合合金金的的成成分分,膜膜层层厚厚度度以以及及阳阳极极氧氧化化处处理理工工艺艺条条件件,如如温温度度、电电流流密密度度、使使用用水水质质及及阳阳极极氧氧化化后后的的填填充充封封闭闭工工艺艺等等。要要减减少少或或避避免免阳阳极极氧氧化化故故障障提提高高产产品品质质量量要要从从微微细细处处着着手手，采采取取有有效效措措施施。(1)对不同的铝合金,如铸造成型、压延成型或机械加工成型或经热处理焊接等工序，要根据实际情况选择适宜的前处理方法。比如，浇铸成型的铝合金表面，其非机加工表面一般应采用喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。对硅含量较高的铝合金（尤其是铸铝）应经过含有5%左右氢氟
28、酸的硝酸混合35酸酸溶溶液液浸浸蚀蚀活活化化，才才能能有有效效地地保保持持良良好好的的活活化化表表面面，确确保保氧氧化化膜膜质质量量。不不同同材材质质的的铝铝合合金金，纯纯铝铝和和零零件件大大小小规规格格不不同同的的铝铝和和铝铝合合金金零零件件，一一般般不不宜宜同同槽槽氧氧化化处处理理。对对于于搭搭接接、点点焊焊或或铆铆接接的的铝铝合合金金组组合合件件，对对于于在在阳阳极极氧氧化化过过程程中中易易形形成成气气袋袋不不易易排排除除的的铝铝合合金金制制件件，从从质质量量考考虑虑，一一般般不不允允许许采采用用硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化工工艺艺。(2)装装挂挂夹夹具具材材料料必必须须确确保保导导电电良良
29、好好,一一般般选选用用硬硬铝铝合合金金棒棒,板板材材要要保保证证有有一一定定弹弹性性和和强强度度。拉拉钩钩宜宜选选用用铜铜或或铜铜合合金金材材料料。已已使使用用过过的的专专用用或或通通用用工工夹夹具具如如阳阳极极氧氧化化处处理理时时再再次次36使用，必须彻底退除其表面氧化膜，确保良好接触。工夹具使用，必须彻底退除其表面氧化膜，确保良好接触。工夹具既要保证足够导电接触面积，又要尽量减少夹具印痕。如果既要保证足够导电接触面积，又要尽量减少夹具印痕。如果接触面太小，会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。接触面太小，会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。(3)硫酸阳极氧化溶液的温度必须严格控制硫酸阳极氧化溶液的温度必须严
30、格控制,最佳温度范围是最佳温度范围是15-25.硫酸阳极氧化工艺过程中需采用压缩空气搅拌硫酸阳极氧化工艺过程中需采用压缩空气搅拌,并应并应配备制冷装置配备制冷装置.在无制冷装置的情况下在无制冷装置的情况下,在硫酸电解液中加入在硫酸电解液中加入1.5%-2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸，可以使阳极氧化的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸，可以使阳极氧化溶液温度范围超过溶液温度范围超过35 而避免或减少氧化膜的疏松或粉化。而避免或减少氧化膜的疏松或粉化。一些工艺试验和生产实践已证实，在硫酸阳极氧化电解液中一些工艺试验和生产实践已证实，在硫酸阳极氧化电解液中加入适量羧酸或丙三醇可有效减少反应热效应的不良影响
31、，加入适量羧酸或丙三醇可有效减少反应热效应的不良影响，可以在不降低氧可以在不降低氧37化化膜膜厚厚度度和和硬硬度度的的条条伯伯下下提提高高阳阳极极氧氧化化电电解解液液的的温温度度允允许许上上限限，在在保保证证质质量量的的前前提提下下，提提高高生生产产效效率率。另另外外，控控制制温温度度恒恒定定的的条条件件下下，也也要要注注意意有有效效控控制制阳阳极极电电流流密密度度，才才能能更更好好地地保保证证氧氧化化膜膜质质量量。(4)硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化电电解解液液所所使使用用的的水水质质及及电电解解液液中中的的有有害害杂杂质质必必须须严严格格控控制制.配配制制硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化溶溶液液不不宜宜
32、用用自自来来水水,尤尤其其不不能能用用浑浑浊浊的的含含Ca2+、 Mg2+、SiO32-及及Cl-含含量量高高的的自自来来水水.一一般般情情况况下下,水水中中Cl-浓浓度度达达25 mg/L时时就就会会对对铝铝合合金金的的阳阳极极氧氧化化处处理理产产生生有有害害影影响响. Cl-(包包括括其其它它卤卤族族元元素素)可可破破坏坏氧氧化化膜膜生生成成,甚甚至至根根本本形形不不成成氧氧化化膜膜.硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化应应选选用用软软化化水水、去去离离子子水水或或蒸蒸馏馏水水，电电解解液液中中的的38Ccl-15mg/L 总总矿矿物物质质50mg/L 。硫硫酸酸溶溶液液在在阳阳极极氧氧化化工工艺艺过
33、过程程中中，会会产产生生油油污污泡泡沫沫及及悬悬浮浮杂杂质质，应应定定期期排排除除。硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化溶溶液液中中常常见见的的其其他他有有害害杂杂质质还还有有Cu2+、Fe3+、Al3+等等。如如果果杂杂质质含含量量超超过过允允许许含含量量，会会产产生生有有害害影影响响，可可部部分分或或全全部部更更换换硫硫酸酸溶溶液液，才才能能有有效效保保证证铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化质质量量。铝铝合合金金硫硫酸酸阳阳极极氧氧化化处处理理是是广广泛泛应应用用且且成成熟熟的的抗抗蚀蚀防防护护装装饰饰处处理理工工艺艺，只只要要严严格格执执行行工工艺艺条条件件，认认真真操操作作，硫硫酸酸阳阳极极氧氧
34、化化膜膜质质量量是是完完全全可可以以保保证证的的。39四、草酸阳极氧化四、草酸阳极氧化： 草酸阳极氧化膜的耐蚀性和耐磨性比硫酸阳极氧化均有所提高，且富有弹性，孔隙率小，绝缘性好，且装饰性优于硫酸阳极氧化，另生产成本是硫酸阳极氧化的3-5倍；性质性质：氧化膜颜色称黄褐色，且随膜厚增加，颜色逐渐加深。401、工艺、工艺：草酸（C2H2O4.2H2O）：4060g/L 温度：2030 电流密度：1.54.5A/dm2 电压:90150V 时间:4060分钟 2、槽液配制、槽液配制：用4/5工作体积用的去离子水或蒸馏水加热至7080，在搅拌条件下加入所需量草酸；413、电解维护、电解维护：因草酸在阳极
35、能被还原为羟基乙酸，阳极上被氧化成二氧化碳，故稳定性较差，约每1A h通电消耗草酸0.13g-0.14g,草酸铝生成;约1A h大约有0.08g0.9g铝与草酸结合生成草酸铝,可按铝溶解量的5倍补加草酸,电解液对Al3+、Cl-等杂质较敏感，故Al3+2g/L Cl-0.04g/L.424、操作注意事项：、操作注意事项：（1）零件在小电流密度下带电入槽，呈阶梯式）零件在小电流密度下带电入槽，呈阶梯式逐步升高电压，防止烧穿或氧化膜不均；逐步升高电压，防止烧穿或氧化膜不均；（2）电压不宜超过）电压不宜超过120V，保持在，保持在110V，且电，且电压自然下降；压自然下降；（3）强性冷却保持电解液温
36、度恒定。）强性冷却保持电解液温度恒定。43五、硬质阳极氧化五、硬质阳极氧化 （也称膜厚阳极氧化）（也称膜厚阳极氧化）1、工艺、工艺：低温、高压、强烈搅拌以 获取厚而密的高硬度膜层；2、性质特点、性质特点：氧化膜较厚（可达250um300um）一般工业上通常膜厚通常在2030um;氧化膜硬度高，耐磨性好，铝44耐蚀性能好，长达数百小时盐雾试验，厚膜甚至可达1000um以上；氧化膜熔点高达2050，耐蚀和隔热性能极佳；氧化膜电阻率大，绝缘性能好，击穿电压最高可达2000V；氧化膜缺点是会显著降低铝合金 零件的疲劳性能 453、配制方法、配制方法：硫酸电解液；混合酸电解液：一种是硫酸为主的混合酸电解
37、液；另一种是以有机酸为主的混合酸电解 464、工艺条件及影响因素、工艺条件及影响因素：硫酸浓度：浓度越低，氧化膜硬度越高，但对含Cu、Si较高铝合金不宜采用低浓度电解液，否则易烧毁零件，故电解依据材质而定；加入有机酸主要是提高氧化温度、降低生产难度，硫酸混合电解液主要改变电解液导电性和化学溶解能力。47温度：随温度降低，膜层硬度和耐磨性将逐渐提高，温度公差控制在2时，氧化膜质量较高；在高电压作用下，随生产时间加长，槽液温度逐渐上升，所以必须增加强制冷却和强烈搅拌。电流密度：电流密度过低时，氧化时间长，膜层硬度低，生产效率低，电流密度过高，氧化过程中产生大量热，加快氧化膜溶解，也会使膜层硬度偏低，且零件被烧毁的可能性增大 48氧化时间：依电解液浓度、电流密度、温度而定，同时也依材质不同而设定。5、操作注意事项、操作注意事项：电流采用阶梯式逐步升高，约5分钟调整一次；不同材质的铝合金零件不可同槽氧化，否则被烧蚀；尺寸相差太大的零件不要同槽氧化 496、工艺要求、工艺要求：锐角倒圆，半径不应小于0.5mm,零件壁厚差也不应过大;表面粗糙度;尺寸余量;局部保护,针对不需硬质氧化处理之位置,采用绝缘胶、喷涂方法保护。50END51
