一、 脉冲阳极氧化
该技术电压为矩形波,有两个工作电压,即高电压V1和低电压V2。当用V1电压进行阳极氧化时,稳定电流I1通过铝阳极,阳极氧化膜形成。当电压突然从V1降至V2后,则出现短时内无电流通过而随之电流又逐渐增大的现象,经T分钟后才出现对应于电压V2的稳定电流I2通过铝阳极。电流随时间发生了畸变,这种现象叫“阳极氧化的电流恢复现象”(或称电流的回复现象),T称为电流恢复时间。
采用脉冲电流后,利用短时间的高电流密度使膜层迅速成长,在“烧焦”现象出现前,骤然将电压降至V2,在电流恢复时间内,膜层成长中止,这样降低了氧化物/铝基体金属界面上的粗糙度。同时膜孔内积聚的焦耳热也得到散失,使制品各部件上温差缩小。因此,采用脉冲电流后,能较好避免“烧焦”现象的出现。由于膜孔内热量能及时得到散失,高电流密度氧化又是短时间的所以避免了膜层的过度化学溶解,于是又克服了膜层的“起粉”现象。
由此可见,脉冲电流具有许多优点:膜层性能提高,温度电流密度等操作条件范围扩大,电流效率高等。
工艺条件:
18% H2SO4, I = 2~3.5 A/dm2, V = 15~17v,
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t = 20~30分钟, δ= 10~15μm, T = 25~30℃。 二、 加入添加剂
加入添加剂NiSO4,使电解液导热性↑.
工艺条件:NiSO4 10g/l, I = 2A/dm2, t = 25分钟。 三、 混合法①+②
第四节 其它阳极氧化工艺
一、 硬质阳极氧化
生成硬度高、耐磨性好的厚氧化膜。
纯Al上的氧化膜硬度HB = 1200~1500kgf/mm2
(超过了淬火工具钢和铬镀层的硬度)
Al合金上的氧化膜硬度HB = 250~500kgf/mm2 膜层最大厚度可达250~300μm 工艺条件:
二、 瓷质阳极氧化(膜灰白色)
配方及工艺条件:(略) 三、 硫酸交流电阳极氧化
交流电阳极氧化膜层薄(<10μm)、发黄、硬度↓,工业上几乎不采用。可加入草酸、甘油及添加剂。
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第四章 铝及铝合金电解着色
根据其显色色素体所在的位置不同,着色方法有:化学染色法、自然发色法、电解着色法、有机涂层着色法和复合着色法。
第一节 化学染色法
化学染色法是最早用于铝阳极氧化膜着色的方法。
一、 特点:工艺简单,作业性好,效率高,成本低,色域宽,色泽
鲜艳。 二、 方法:
分两大类
一液法
无机染料染色法
二液法
化学着色 酸性有机染料
水溶性染料
有机染料染色法 碱性有机染料
油性染料
三、 化学染色的机理
化学染色是色素体靠氧化膜多孔层的物理和化学作用吸附于表面层内侧。铝阳极化膜具有30%的孔隙率,有巨大的比表面积和化学活性。
靠染料分子或离子的静电力进行的吸附叫物理吸附,吸附力取决于氧化膜的表面电位和染料性质。
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所谓化学吸附指氧化膜与色素体以化学键、共价键或形成络合物等形式结合。
与化学吸附相比,物理吸附较弱,且受染色液温度的影响较大,所以化学着色的色牢度取决于化学吸附作用。 四、 无机染料染色
1、 一液法:将阳极氧化膜浸入一种溶液中,这种金属盐在膜孔 内水化生成色淀而使膜层显色。
2、 二液法:将阳极氧化膜先浸入一种盐溶液中,取出经清洗后 再浸入另一种盐溶液中,两次浸渍吸附的盐发生反应生成不可溶的沉淀色素,使制品显色。 五、 有机染料染色
用于铝阳极氧化膜染色的水溶性酸性染料主要有蒽醌系偶氮基以及三苯甲烷类。 六、 工艺流程
基本上是:
预处理(同常规)→ 硫酸阳极氧化→ 水和纯水洗→ 染色→ 水和纯水洗→ 沸水封孔→ 烘干
第二节 自然发色法
自然发色法指铝材在有机酸水溶液中经阳极氧化的同时而着色的方法。由于氧化和着色一步完成,所以也叫一步法。
自然发色法(又称电解整体着色法)按着色原因不同,又可分为: 合金发色法(次地位)、电解发色法(占主导)、电源发色法(开发中)
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