酸阳极氧化工艺以铝为阳极置于硫酸电解液中,利用电解作用,使铝表面形成阳极氧化膜的过程称为铝硫酸阳极氧化。因为硫酸交流阳极氧化电流效率低,氧化膜的耐蚀性差、硬度低,所以很少使用。目前国内外广泛应用的是硫酸直流阳极氧化,它与其他酸阳极氧化相比较,在生产成本、氧化膜特点和性能方面具有明显的优越性:1.生产成本低;2.膜的透明度高;3.耐蚀性和耐磨性好;4.电解着色和化学染色容易。
草酸阳极氧化工艺草酸阳极氧化工艺早在1939年以前就为日本和德国广泛采用。因草酸电解液对铝及氧化膜溶解性小,所以氧化膜孔隙率低,膜层耐蚀性、耐磨性和电绝缘性比硫酸膜好。但草酸阳极氧化成本高,一般为硫酸阳极氧化的5~10倍;草酸在阴极上被还原为羟基乙酸,阳极上被氧化成二氧化碳,使电解液稳定性较差;草酸氧化膜的色泽易随工艺条件变化而变化,使产品产生色差,因此该工艺在应用方面受到一定的限制,一般只在特殊要求的情况下使用,如制作电气绝缘保护层、日用品的表面装饰等。草酸作为硫酸电解液中添加剂目前倒是常用,以放宽阳极氧化温度和利于生产厚膜,一般在硫酸电解液中,草酸加入量 10~15g/L,能使氧化温度由原来的不超过20°C放宽到22°C,草酸的加入使电解液对膜的溶解能力相对减弱,因而在一定程度上也能提高成膜速度。
铝为面心立方结构,有较好的导电性和导热性,仅次于Au、Ag、Cu,延展性好、塑性高,可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5nm的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈反应,高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属;铝是两性的,既易溶于强碱,也能溶于稀酸。铝在大气中具有良好的耐蚀性,但纯铝的强度低,只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性,良好的塑性和较高的强度,称为防锈铝合金,用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合金的强度较防锈铝合金高,但防蚀性能有所下降,这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝,强度进一步提高,而密度比普通硬铝减小15%,且能挤压成形,可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。因为在铝中加入3%~5%(质量分数)的比铝更轻的金属锂,就可以制造出强度比纯铝高20%~25%,密度仅2.5t/m3的铝锂合金。这种合金用在大型客机上,可使飞机的重量减少5t多,而载客人数不减少。将铝及其合金置于适当的电解液中作为阳极进行通电处理,此处理过程称为阳极氧化
铬酸阳极氧化工艺铬酸阳极氧化工艺最早是由Bengough和Stuart在1923年开发的。铬酸氧化膜比硫酸氧化膜和草酸氧化膜要薄得多,一般厚度只有2~5um,能保持原来部件的精度和表面粗糙度。膜层不透明,孔隙率较低,很难染色,在不作封孔处理的情况下也可以使用。铬酸溶液对铝的溶解度小,使针孔和缝隙内残留的溶液对部件的腐蚀影响小,适用于铸件、铆接件和机械加工件等的表面处理、该工艺在军事装备上也用得较多,美国、俄罗斯和英国的铝合金航空部件表面处理,一般都用该工艺。它除了生成铬酸氧化膜起防护作用外,还可作为对部件质量的检查手段,如部件上有针孔和裂纹等缺陷,在处理操作中,醒目的棕褐色电解液就会从中流出,很容易被人们及时发现。更多精彩文献登录中国铸造网