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        硬質陽極氧化是一種厚膜陽極氧化法

        發布時間:2016/2/3 16:04:43  發布者:ejion  點擊次數:

               硬質陽極氧化是一種厚膜陽極氧化法,這是一種鋁和鋁合金特殊的陽極氧化表面處理工藝。此種工藝,所制得的陽極氧化膜最大厚度可達250微米左右,在純鋁上能獲得1500kg/mm2的顯微硬度氧化膜,而在鋁合金上則可獲得400~600kg/mm2的顯微硬度氧化膜。

         
               其硬度值,氧化膜內層大于外層,即阻擋層大于帶有孔隙的氧化膜層,因氧化膜內有松孔,可吸附各種潤滑劑,增加了減摩能力,氧化膜層導熱性很差,其熔點為2050℃,電阻系數較大,經封閉處理(浸絕緣物或石蠟)擊穿電壓可達2000V,在大氣中較高的抗蝕能力,具有很高的耐磨性,也是一種理想的隔熱膜層,也有良好的絕緣性,并具有與基體金屬結合得很牢固等一系列優點,因此在國防工業和機械零件制造工業上獲得及其廣泛的應用。
         
               主要應用于要求高耐磨、耐熱、絕緣性能好等的鋁和鋁合金零件上。如各種作為圓筒的內壁,活塞、汽塞、汽缸、軸承、飛機貨艙的地板、滾棒和導軌、水利設備、蒸汽葉輪、適平機、齒輪和緩沖墊等零件。用硬質氧化工藝來代替傳統的鍍硬鉻鍍層,與鍍硬鉻工藝和無氰鍍鋅工藝相比它具有成本低,膜層結合牢固,鍍液,清洗廢液處理方便等優點。但此工藝所得膜層的缺點是膜層厚度較大時,對鋁和鋁合金的機械疲勞強度指標有所影響。
                硬質陽極氧化原理
                鋁合金硬質陽極氧化原理,就是在電場的作用下,加速鋁合金表面氧化膜的形成即用鉛板作陰極,鋁合金制作陽極,稀硫酸溶液作電解液,當通過直流電時,H+便向陰極移動,產生陰極反應:

        4H2+4e=2H2↑
        而OH-便向陽極運動產生陽極反應:

        4OH--4e=2H2O+2O↑
        當在陽極上失去多余的電子,所析出的氧呈原子狀態,由于原子狀態的氧要比分子狀態的氧更為活潑,更易與鋁起反應:

        2A1+3O→A12O3
        上述—反應在鋁和鋁合金制件表面是均勻地,同時進行地。

               氧化膜隨著通電時間的增加,電流增大而促使氧化膜增厚。與此同時,由于(Al2O3)的化學性質有兩重性,即它在酸性溶液中呈堿性氧化物,在堿性溶液中呈酸性氧化物。無疑在硫酸溶液中氧化膜液發生溶解,只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度,氧化膜才有可能增厚,當溶解速度與生成速度相等時,氧化膜不再增厚。當氧化速度過分大于溶解速度時,鋁和鋁合金制件表面易生成帶粉狀的氧化膜。
         
               硬質陽極氧化的電解液時在-10℃~+5℃左右的溫度下電解。由于硬質陽極氧化所生成的氧化膜層具有較高的電阻,會直接影響到電流強度的氧化作用。為了取得較厚的氧化膜,勢必要增加外電壓,其目的是為了消除電阻大的影響,而使電流密度保持一定,但電流較大時會產生激烈的發熱現象,加上生成氧化膜時會放出大量的熱量,使零件周圍電解液溫度劇烈上升,溫度上升將會加速氧化膜的溶解,使氧化膜無法變厚。
         
        另外,發熱現象在膜層與金屬的接觸處最嚴重,如不及時解決,加工零件的局部表面會因溫度上升而被燒壞。解決辦法,就是采用冷卻設備和攪拌相結合。冷卻設備使電解液強行降溫,攪拌是為了使整槽電解液溫度均勻,以利于獲得較高質量的硬質氧化膜。
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