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                                                          鋁材表面處理
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                                                          鋁型材陽極氧化膜的硬度控制
                                                          內容來源:http://www.writersmuseonline.com    作者:武將    發布日期:2019-12-09 08:41    閱讀次數:528 次 點擊收藏

                                                          鋁型材陽極氧化膜的硬度一般在200~500HV,但是什么因素決定這個硬度呢?知道這些因素也就明白能否控制鋁型材陽極氧化膜的硬度了;


                                                          1:鋁型材陽極氧化膜的主要成分

                                                          鋁型材陽極氧化膜是鋁型材基體通過陽極氧化形成的氧化物;因此,鋁型材陽極氧化膜是由鋁的氧化物、合金成分(單質、金屬間化合物)的氧化物、未氧化的鋁及合金成分構成的,甚至也包含陽極氧化溶液的成分;其主要成分是鋁型材中占大部分的鋁的氧化物即三氧化二鋁;通??吹降难趸X(例如,絕緣體、火花塞等)稱為a-氧化鋁晶體,陽極氧化膜稱為γ-氧化鋁微晶的集合體,不會因陽極氧化溶液的種類而變化;


                                                          2:影響硬度的最重要因素

                                                          實際使用的鋁型材陽極氧化膜是多孔型陽極氧化膜;多孔型陽極氧化膜正如其名,從膜表面到鋁/陽極氧化膜界面存在筆直延伸的無數微孔;微孔部分是孔洞,對硬度沒有貢獻,微孔的體積比較小,其陽極氧化膜就越硬;


                                                          微孔的長度和陽極氧化膜的厚度幾乎相同,影響硬度的是微孔的直徑及其數量;微孔的數量就是單元胞的數量,單元胞直徑、微孔直徑不是由陽極氧化溶液決定的,而是由陽極氧化電壓所決定的;另外,陽極氧化溶液的溫度也影響微孔直徑;外加電壓決定微孔直徑,進而因受到氧化槽液的溶解而擴大,其擴大程度因溫度不同而異;即槽液溫度越高,則微孔直徑越大;因此,為了降低微孔的體積比,在高電壓陽極氧化的同時,為了不使微孔孔壁溶解,選擇溶解度小的陽極氧化溶液,保持低的氧化槽液溫度,這就是進行低溫硬質陽極氧化的原因;


                                                          3:封孔對陽極氧化膜硬度的影響

                                                          封孔處理是通過水合反應阻塞、封閉鋁型材陽極氧化膜微孔的處理方法;通過水合反應溶解氧化鋁膜的一部分,使之轉變成氫氧化鋁,沉淀在微孔內;此時,陽極氧化膜膜壁的一部分因水合作用而導致硬度降低;另外,孔洞的微孔部分因氫氧化鋁填充而引起硬度提高;這種封孔處理可以同時產生降低陽極氧化膜硬度的作用和提高陽極氧化膜硬度的作用;封孔方法和封孔條件對上述兩個作用的影響不同;總的來說,由于封孔而使陽極氧化膜變硬;下表介紹了對陽極氧化膜封孔前后硬度測量的部分數據;


                                                          鋁型材封孔前后陽極氧化膜硬度的變化
                                                          封孔條件
                                                          封孔前的硬度(HV)
                                                          封孔后的硬度(HV)
                                                          純水處理
                                                          415
                                                          432
                                                          添加乙酸鎳溶液
                                                          432
                                                          469
                                                          硅酸鈉溶液
                                                          414
                                                          425
                                                          二次處理:①硅酸鈉溶液;②添加乙酸鎳溶液
                                                          424
                                                          535

                                                          對封孔陽極氧化膜性能的影響研究,大部分都是與陽極氧化膜的耐磨性以及耐腐蝕性相關;此外,通過封孔處理降低了陽極氧化膜的耐磨耗性,提高了鋁型材陽極氧化膜的耐腐蝕性;


                                                          4:加熱對鋁型材陽極氧化膜硬度的影響

                                                          加熱鋁型材陽極氧化膜,去除其中的水分;此外,陽極氧化膜的晶體結構也會發生變化;在脫水和陽極氧化膜結構變化的一定范圍內,陽極氧化膜硬度隨加熱時間的延長而升高,維持了鋁型材陽極氧化膜保護鋁型材基體的性能;可是,如果繼續加熱陽極氧化膜的化,陽極氧化膜性能反而變差,陽極氧化膜的硬度也不能保持;右圖所示為保持陽極氧化膜性能范圍內加熱時陽極氧化膜硬度的變化情況;


                                                          鋁型材陽極氧化膜的硬度變化圖


                                                          (通過加熱改變鋁型材陽極氧化膜的硬度)


                                                          5:鋁型材陽極氧化膜硬度的可控性

                                                          如上所述,影響鋁型材陽極氧化膜硬度的因素是顯而易見的,目前較難將量產鋁型材的陽極氧化膜硬度控制在所期望值的范圍內;

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