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讲解关于铝合金导电氧化后哪些因素会影响表面质量?

文章出处:公司动态 责任编辑:东莞市大朗迪保五金厂 发表时间:2025-01-17
  ​1、铝合金导电氧化工艺参数方面
电解液成分与浓度:
电解液是导电氧化过程中的关键因素。对于铝合金导电氧化,常用的电解液有铬酸盐、磷酸盐等体系。在铬酸盐电解液中,铬酸根离子浓度会显著影响氧化膜的质量。如果铬酸根浓度过高,可能会导致氧化膜生长过快,膜层疏松,容易出现剥落现象;浓度过低,则氧化膜的生成速度过慢,膜厚不够,影响其导电性和耐腐蚀性。例如,在经典的铬酸盐导电氧化液中,铬酸酐浓度一般在 3 - 5g/L 较为合适。
铝合金导电氧化
磷酸盐电解液中,磷酸根离子浓度同样重要。合适的磷酸根浓度可以促进形成均匀、致密的氧化膜。当磷酸根浓度不合适时,氧化膜可能会出现局部缺陷,如针孔、麻点等,这些缺陷会降低氧化膜的防护性能和外观质量。
氧化时间与温度:
氧化时间对氧化膜的厚度和质量有直接影响。导电氧化时间过长,氧化膜会过厚,可能导致膜层变脆,并且容易出现裂纹。例如,在某些铝合金导电氧化过程中,氧化时间超过规定的 30 - 60 分钟范围,氧化膜在后续的使用过程中,尤其是在受到外力或温度变化时,就会出现开裂的情况。
温度也是一个关键因素。温度过高会加速氧化反应,使氧化膜生长不均匀,可能出现局部过厚或过薄的现象。同时,过高的温度还可能导致电解液的分解和挥发,改变电解液的成分,影响氧化膜的质量。一般来说,导电氧化的温度应控制在 20 - 40℃之间,这样可以保证氧化膜的生长速度适中,质量较好。
电流密度:
导电氧化是一个电化学过程,电流密度的大小决定了氧化反应的速率。如果电流密度过大,氧化膜的生长速度会很快,但可能会导致膜层结构疏松,孔隙率增加,从而降低氧化膜的耐腐蚀性和导电性。而且,过高的电流密度还可能引起局部过热,造成氧化膜烧焦,使表面出现黑色斑点,严重影响表面质量。通常,铝合金导电氧化的电流密度控制在 0.5 - 2A/dm² 较为合适。
2、铝合金基体材料特性方面
合金成分差异:
不同合金成分的铝合金对导电氧化后的表面质量有很大影响。例如,含铜量较高的铝合金(如 2xxx 系列)在导电氧化过程中,铜元素可能会在氧化膜中形成不均匀的分布,导致氧化膜颜色不一致,出现色斑。这是因为铜在氧化过程中的反应活性与铝不同,会影响氧化膜的生长和结构。
含有镁、锌等合金元素的铝合金(如 6xxx、7xxx 系列)在导电氧化时,这些元素可能会与电解液中的成分发生不同的化学反应,进而影响氧化膜的致密性和均匀性。镁元素可能会促进氧化膜中某些相的形成,改变氧化膜的微观结构,若控制不当,可能会导致氧化膜的硬度和耐磨性下降。
基体表面状态:
铝合金基体的表面粗糙度会影响氧化膜的质量。如果表面过于粗糙,氧化膜在生长过程中难以均匀覆盖,容易在凹坑和凸起处形成厚度差异,导致表面不平整。在进行导电氧化前,对铝合金表面进行适当的预处理(如机械打磨、化学抛光等),使表面粗糙度达到合适的值(如 Ra0.8 - 1.6μm),可以有效改善氧化膜的均匀性。
基体表面的清洁程度也至关重要。如果表面有油污、灰尘或其他杂质,会阻碍氧化膜的正常生长,导致氧化膜与基体的结合力下降,容易出现起皮、剥落等现象。因此,在导电氧化前,需要对铝合金进行彻底的清洗,通常采用有机溶剂清洗和化学除油相结合的方法,确保表面无杂质残留。
3、铝合金导电氧化后处理环节方面
清洗质量:
铝合金导电氧化完成后的清洗是保证表面质量的重要环节。如果清洗不彻底,电解液残留会继续与氧化膜发生反应,破坏氧化膜的结构,导致表面出现腐蚀斑点或变色。例如,铬酸盐电解液残留可能会在氧化膜表面形成铬的化合物沉淀,影响表面的导电性和外观。清洗时,应使用足够的清水进行多次冲洗,并且可以采用去离子水进行最后的漂洗,以确保去除所有的电解液残留。
封闭处理效果:
封闭处理是为了降低氧化膜的孔隙率,提高其耐腐蚀性和稳定性。常用的封闭方法有热水封闭、蒸汽封闭和化学试剂封闭。如果封闭处理不当,如封闭温度不够、时间过短或封闭剂浓度不合适,氧化膜的孔隙不能有效封闭,会导致氧化膜的耐腐蚀性下降。例如,热水封闭时温度低于 80℃或时间少于 10 分钟,氧化膜的封闭效果就会大打折扣,在潮湿环境下容易出现腐蚀现象。
干燥条件:
干燥过程也会影响氧化膜的表面质量。如果干燥温度过高或时间过长,可能会导致氧化膜出现裂纹。这是因为在快速干燥过程中,氧化膜内外的水分蒸发速度不一致,产生的应力会使膜层破裂。一般来说,干燥温度应控制在 40 - 60℃,采用自然干燥或缓慢的烘干方式,这样可以避免因干燥过程导致的氧化膜损坏。