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                                                          鋁材表面處理
                                                          surface treatment
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                                                          鋁型材陽極氧化膜裂紋的預防
                                                          內容來源:http://www.writersmuseonline.com    作者:武將    發布日期:2019-11-21 08:40    閱讀次數:333 次 點擊收藏

                                                          鋁型材陽極氧化膜產生裂紋有幾種原因,明確裂紋產生的主要原因后才能找到解決方法;


                                                          1:鋁型材陽極氧化膜中國產生裂紋的條件

                                                          1)鋁型材和陽極氧化膜的線脹系數的差異

                                                          鋁型材和陽極氧化膜的線脹系數大致相差5倍;另外,這兩種材料互相緊靠、連接在一起;溫度升高時鋁型材膨脹很大,而鋁型材陽極氧化膜確不能達到相應程度,從而產生裂紋;


                                                          (2)伴隨陽極氧化反應的陽極氧化膜的內應力

                                                          由于鋁型材在陽極氧化中發生體積膨脹,陽極氧化膜上產生的壓應力有阻止開裂的傾向;但是隨著陽極氧化膜變厚、電流密度升高,應力朝拉應力方向移動;因此,僅僅通過彎曲的力就會產生裂紋;殘余應力隨陽極氧化膜生長的變化如下圖所示:

                                                          殘余應力隨鋁型材陽極氧化膜生長的變化

                                                          (殘余應力隨鋁型材陽極氧化膜生長的變化)

                                                          (3)突出部位(角部)陽極氧化膜的生長

                                                          在突出部位,伴隨陽極氧化膜的生長,由于原來鋁型材表面向外部脹出的陽極氧化膜不能充分覆蓋鋁型材表面,因此,陽極氧化膜產生了由表面到鋁型材基體的裂紋;


                                                          2:可行對策

                                                          (1)提高鋁型材陽極氧化膜的線脹系數

                                                          提高鋁型材陽極氧化膜的線脹系數能夠減少裂紋的產生,其方法如下;

                                                          ①合金中第二相的分布:陽極氧化膜中分布的第二相,能夠阻止裂紋在陽極氧化膜和第二相的界面延伸移動,進而能夠減少裂紋的發生;

                                                          ②賦予表面粗糙度:因賦予了陽極氧化膜表面的粗糙度以及凹凸形狀,能夠誘導產生局部的細微裂紋,從而減少給氧化膜特性帶來較大影響的裂紋的發生;

                                                          ③形成孔隙率大的陽極氧化膜:使用交流氧化、溶解度大的陽極氧化溶液進行鋁型材陽極氧化處理,形成孔隙率大的陽極氧化膜,能夠減少裂紋的產生;

                                                          ④利用放射狀微孔結構的陽極氧化膜:鉻酸陽極氧化膜微孔的生長是放射狀的,這種陽極氧化膜構造賦予鋁型材陽極氧化膜柔軟性,提高了線脹系數;下圖所示為鉻酸陽極氧化膜的截面電子顯微鏡照片;


                                                          具有放射狀成長微孔的鉻酸陽極氧化膜的截面構造
                                                          (具有放射狀成長微孔的鉻酸陽極氧化膜的截面構造)


                                                          (2)控制陽極氧化膜的內應力

                                                          陽極氧化膜存在殘余壓應力較難開裂;為此,低電流密度、高溫處理、薄的陽極氧化膜是有效果的,是形成脆弱的氧化膜的生成條件;


                                                          (3)突出部位的陽極氧化膜生長

                                                          在突出部位,生成大曲率的陽極氧化膜,能夠抑制裂紋的發生;下表所示為MIL推薦的膜厚和曲率的關系;

                                                          突起部位曲率的MIL指定最小值
                                                          陽極氧化膜厚度/μm
                                                          25
                                                          50
                                                          75
                                                          100
                                                          曲率指定值/mm
                                                          0.8
                                                          1.6
                                                          2.4
                                                          3.2

                                                          3:產生裂紋后減少其影響的方法

                                                          以上敘述了減少鋁型材陽極氧化膜裂紋的方法,鋁型材陽極氧化膜的裂紋可以說是不可完全避免的;對于所有條件,徹底防止裂紋的方法是沒有的,根據鋁型材使用條件能夠允許裂紋存在的防治方法也不少;而且,即使不能徹底防治裂紋,也要使其產生較多的微小裂紋,盡可能抑制給陽極氧化膜性能帶來決定性損傷的大裂紋的產生;有必要考慮鋁型材的用途和使用條件,研究制訂防治裂紋的對策;

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