东莞铝氧化加工表面处理过程中容易产生以下几种故障:
一、氧化膜色泽不均
原因分析
铝合金成分差异:不同批次或不同部位的铝合金材料成分可能存在差异。例如,合金中的铜、镁、硅等元素含量不均匀,在氧化过程中会导致氧化膜生长速度和色泽不同。因为这些元素在氧化过程中会参与反应,影响氧化膜的结构和颜色形成。
前处理工艺问题:脱脂、碱蚀等前处理工序如果不彻底,工件表面残留有油污、氧化皮或碱蚀液等,会造成氧化膜色泽不均。例如,油污的存在会阻碍氧化反应的正常进行,使局部氧化膜生长受到影响。
电解液问题:电解液的成分、温度和浓度不均匀也会导致色泽不均。如硫酸电解液浓度差异较大时,在浓度高的区域,氧化膜生长速度快,颜色可能较深;反之则较浅。
解决措施
材料控制:尽量选用成分均匀的铝合金材料,对每批材料进行成分检测。如果无法避免材料成分差异,可以根据材料特性调整氧化工艺参数。
完善前处理:严格控制前处理工序,确保脱脂、碱蚀等环节的质量。例如,适当延长脱脂时间或增加脱脂剂浓度,保证工件表面油污完全去除;碱蚀后要进行充分的水洗,防止碱液残留。
优化电解液:定期检测和调整电解液成分,保持其温度和浓度均匀。可以通过安装搅拌装置来确保电解液成分的均匀性,同时,控制好氧化过程中的电流密度和时间,避免局部氧化过度。
二、氧化膜厚度不足
原因分析
氧化时间不够:氧化过程中,如果设定的氧化时间过短,氧化膜生长不完全,导致厚度达不到要求。这可能是由于工艺参数设置错误或者设备故障导致氧化过程提前中断。
电流密度过低:电流密度是影响氧化膜生长速度的重要因素。当电流密度低于工艺要求时,氧化反应速度减慢,氧化膜生长缓慢,厚度不足。
电解液温度异常:电解液温度过高或过低都会影响氧化膜的生长。温度过高会加速氧化膜的溶解,使氧化膜厚度变薄;温度过低则会降低氧化反应速率。
解决措施
调整氧化时间:根据铝合金材料的种类和所需氧化膜的厚度,合理设置氧化时间。在氧化过程中,要确保设备正常运行,避免氧化中断。
控制电流密度:通过实验确定合适的电流密度,并使用稳流电源来保证电流密度的稳定。在氧化过程中,要密切关注电流变化,及时调整。
调节电解液温度:安装温度控制装置,将电解液温度控制在合适的范围内。一般来说,硫酸阳极氧化电解液温度宜控制在 18 - 22℃之间。
三、氧化膜疏松、多孔
原因分析
电解液浓度过高:当电解液(如硫酸电解液)浓度过高时,氧化反应速度过快,生成的氧化膜结构疏松、多孔。这是因为过高的电解液浓度会导致氧化膜的溶解和再生长过程失去平衡。
氧化温度过高:温度对氧化膜的结构有重要影响。如果氧化温度过高,除了会使氧化膜厚度变薄外,还会导致氧化膜疏松。这是由于高温下,氧化膜的结晶过程受到影响,形成的晶体结构不够致密。
杂质混入电解液:电解液中混入杂质,如重金属离子(铜、铁等)或其他有机物,会干扰氧化反应,使氧化膜质量下降,出现疏松、多孔的现象。
解决措施
调整电解液浓度:根据工艺要求,准确配制电解液浓度。如果发现浓度过高,可适当添加蒸馏水进行稀释。同时,要定期更换电解液,防止其成分因长期使用而发生变化。
控制氧化温度:通过冷却装置将氧化温度控制在合理范围内。例如,对于硫酸阳极氧化,要严格控制温度不超过工艺规定值,以确保氧化膜的致密性。
防止杂质混入:保持电解液的清洁,避免杂质混入。使用纯度高的化学试剂配制电解液,对电解液进行过滤,防止固体杂质进入。同时,要注意工件在前处理过程中不要带入杂质,如清洗不彻底的脱脂剂或碱蚀液残留。
四、氧化膜出现剥落或粉化
原因分析
氧化膜与基体结合力差:前处理不当是导致氧化膜与基体结合力差的主要原因。例如,脱脂不彻底、碱蚀过度或工件表面有氢脆现象等,都会使氧化膜在生长过程中无法牢固地附着在基体上,容易出现剥落。
氧化膜生长应力过大:如果氧化膜生长速度过快,会产生较大的内应力,当内应力超过氧化膜与基体的结合力或者氧化膜自身的强度时,就会导致氧化膜剥落或粉化。这可能是由于电流密度过大、电解液浓度过高或氧化温度过高等因素引起的。
后处理不当:氧化后的封闭处理对于提高氧化膜的耐磨性和耐蚀性非常重要。如果封闭处理不及时或封闭液质量不好,氧化膜中的微孔没有得到有效填充,会导致氧化膜在使用过程中容易粉化。
解决措施
优化前处理:确保前处理工序的质量,特别是脱脂和碱蚀环节。要根据铝合金材料的特性和工件表面状况,选择合适的脱脂剂和碱蚀工艺参数,避免过度处理。同时,可以采用适当的表面活化处理,如硝酸浸泡,来提高基体与氧化膜的结合力。
控制氧化工艺参数:合理调整电流密度、电解液浓度和氧化温度等参数,避免氧化膜生长速度过快。可以通过试验和经验积累,找到最佳的工艺参数组合,以减少氧化膜的内应力。
完善后处理:及时进行氧化膜的封闭处理,选择合适的封闭方法和封闭液。例如,对于一般的铝氧化膜,可以采用热水封闭或铬酸盐封闭。在封闭过程中,要严格按照工艺要求控制封闭时间、温度和封闭液浓度,确保氧化膜的微孔得到有效填充。