东莞铝阳极氧化加工是一种在铝及其合金表面形成氧化膜的电化学处理过程,以下是在这个过程中需要注意的事项:
一、预处理阶段
表面清洁
除油处理:铝制品表面通常会有油污,这会影响氧化膜的质量。除油可以使用化学除油法,如采用碱性除油剂。在除油过程中,要注意除油剂的浓度、温度和处理时间。一般碱性除油剂浓度在 3% - 5%,温度控制在 60 - 80℃,处理时间约 3 - 10 分钟。如果除油不彻底,氧化膜会出现发花、局部无膜等问题。
去污打磨:对于铝制品表面的污垢和氧化皮,需要进行打磨处理。可以采用机械打磨或化学酸洗的方法。在机械打磨时,要注意选择合适的砂纸型号,避免在表面留下过深的划痕。如果采用化学酸洗,要严格控制酸洗液的浓度和酸洗时间,防止过度腐蚀铝基体。例如,使用硫酸酸洗时,浓度一般在 10% - 20%,时间控制在 2 - 5 分钟。
表面活化
表面活化是为了使铝表面处于一种有利于氧化反应的活性状态。通常采用化学活化剂进行处理,如使用含有氟离子的活化剂。在活化过程中,要注意活化剂的浓度和处理时间。浓度过高或时间过长可能会导致铝表面过度腐蚀,而浓度过低或时间过短则可能无法达到良好的活化效果,影响氧化膜的生长。
二、阳极氧化阶段
电解液选择与控制
电解液种类:常用的电解液有硫酸、草酸、铬酸等。硫酸电解液应用最为广泛,因为它成本低、氧化膜质量好。在使用硫酸电解液时,其浓度一般控制在 15% - 20%。如果浓度过高,氧化膜的溶解速度会加快,导致氧化膜疏松;浓度过低则氧化反应速度慢,生产效率低。
电解液温度:温度是影响阳极氧化的重要因素。对于硫酸阳极氧化,电解液温度一般控制在 18 - 22℃。温度升高会使氧化膜的溶解速度加快,膜厚变薄,硬度降低;温度过低则氧化膜的透明度和色泽会受到影响,同时电阻增大,导致电压升高,能耗增加。
电解液搅拌:适当的搅拌可以使电解液中的离子分布均匀,有利于氧化反应的进行。可以采用机械搅拌或空气搅拌的方式。在搅拌过程中,要注意搅拌的强度,避免电解液飞溅,同时防止对铝制品表面造成机械损伤。
电流密度与电压控制
电流密度:电流密度对氧化膜的生长速度、质量和颜色等都有影响。在硫酸阳极氧化中,电流密度一般控制在 1 - 2A/dm²。如果电流密度过高,氧化膜的生长速度过快,会导致氧化膜疏松、多孔,甚至出现烧焦现象;电流密度过低则氧化膜生长缓慢,生产效率低。
电压控制:电压的高低也会影响氧化膜的形成。随着氧化过程的进行,电压会逐渐升高。在硫酸阳极氧化中,初始电压一般在 10 - 15V,最终电压可达到 20 - 30V。电压过高会导致氧化膜击穿,出现局部无膜的情况;电压过低则氧化膜生长不完全。
氧化时间控制
氧化时间根据所需氧化膜的厚度来确定。一般来说,氧化膜厚度每增加 1μm,需要氧化时间约 3 - 5 分钟。但这也会受到电解液浓度、温度、电流密度等因素的影响。氧化时间过短,氧化膜厚度不足,不能满足防护和装饰的要求;氧化时间过长,氧化膜可能会出现质量问题,如疏松、剥落等。
三、后处理阶段
清洗处理
氧化后的铝制品需要进行彻底清洗,以去除表面残留的电解液。可以使用多级逆流清洗的方式,确保清洗效果。清洗用水的水质也很重要,一般要求使用去离子水或蒸馏水,避免水中的杂质污染氧化膜。如果清洗不彻底,残留的电解液会腐蚀氧化膜,影响其外观和性能。
封闭处理
热水封闭:热水封闭是一种简单有效的封闭方法,将氧化后的铝制品放入 95 - 100℃的热水中处理 10 - 30 分钟。通过热水封闭,可以使氧化膜的孔隙封闭,提高氧化膜的耐蚀性和耐磨性。在热水封闭过程中,要注意水温的控制和处理时间,避免水温过低或时间过短导致封闭不完全,或者水温过高使氧化膜破裂。
化学试剂封闭:也可以使用化学试剂如镍盐、铬盐等进行封闭处理。这种方法可以获得更好的封闭效果,但要注意化学试剂的浓度和处理时间,以及对环境的污染问题。例如,使用镍盐封闭时,镍盐浓度一般在 3 - 5g/L,处理时间约 10 - 20 分钟。
干燥处理
清洗和封闭后的铝制品需要进行干燥处理。可以采用自然干燥或热风干燥的方式。在热风干燥时,温度不宜过高,一般控制在 60 - 80℃,避免氧化膜因热应力而破裂。同时,要注意干燥的均匀性,防止局部干燥过快导致氧化膜出现裂纹。