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1、化工工艺阳极氧化,认识实习答辩展示,目录,1.定义,阳极氧化（anodic oxidation）,金属或合金的电化学氧化。阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。除金属外，其他物质做阳极所引起的氧化作用，也称为“阳极氧化”。在现实工艺中，针对铝合金的阳极氧化比较多，铝的阳极氧化其实是一种电解氧化的过程。铝及其合金在相应的电解液、特定的工艺条件和外加电流作用下,在铝制品(阳极)表面形成一层氧化膜的过程，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目
2、前应用最广且最成功的。,2.原理,将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄 膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。,3.作用,用于现代建筑,防护-装饰,作喷漆、电镀的底层,作为电的绝缘层,作为硬质耐磨层,防止制品腐蚀,由于阳极氧化所得到的膜层经过适当的封闭处理，在大气中有很好的稳定性。不论是从硫酸溶液、草酸溶液或是铬酸溶液在正常工艺中获得的氧化膜，其耐蚀性能都是很好的，如日用铝制锅、壶，洗衣机内胆等。铬酸氧化法特别适用于铝焊接件及铆接件。,在获得透明度高的氧化膜上，氧化膜具有可以吸附多种有机染料或无机颜料的特点
3、，氧化膜上可获得各种光亮鲜艳的色彩和图案，加上近年来不少新工 艺的出现如一次氧化多次着色、礼花图案、木纹图案、氧化胶印转移印花、瓷质氧化等，使铝制外观更加美丽悦目，这层彩色膜既是装饰层，又是防蚀层，如打火 机、金笔及工艺品。,在硫酸或草酸溶液中均可通过调整阳极氧化的工艺条件，获得厚而硬的膜层，利用膜层的孔和吸收性能来储存所选择性的油料，有效的应用于磨擦状态下工作的条件，同时具有润滑和耐磨的特点，如汽车及拖拉机的发动机汽缸、活塞等。,铝及其合金的氧化膜层具有电阻大的特点，膜层的厚度与电阻成正比，这一特点作为电的绝缘性具有一定的实用意义，可用作电容器的电介质，也 可以用氧化铝作电缆的外包皮，为其表
4、面作绝缘层来代替胶包皮和塑料包皮在国外较为普及，膜 厚为27.5m时，其穿电压为441V。若采用酚醛树脂作膜孔填充，其耐穿电压可增大2倍，在草酸溶液中，当膜厚度增加时，可获得电阻200、击穿电 压为980V的优质绝缘层，当然利用这一特点除用于导线外，还可以用于其他电器等方面。,由于氧化膜层具有多孔性及良好的吸附能力，与漆膜和有机膜有良好的结合力，可作喷漆底层。采用磷酸阳极氧化的膜层可作为铝上电镀的底层。,由于铝合金电解着色工艺的引进，近年来国内电解着色应用于建筑铝型材方面日趋增加，它不但有适宜建筑色调的古铜色、黑色、红色等，其耐磨度 优于一般常规氧化，特别值重提出的是耐晒度甚佳，20年以上日晒
5、夜露大气中不消色，这是与氧化着色法不可比拟的。电解着色法氧化的铝型材不单可用于建筑门 窗，用它做商店柜台、货架等也尤为适宜。,有色金属或其合金都可进行阳极氧化处理，这种方法广泛用于机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰等方面。,4.工艺,前处理,后处理,4.1脱脂,脱脂又叫除油，是阳极前处理一项重要工序，脱脂常采用碱性溶液做脱脂剂，如NaOH.NaCO3.Na3P04 等组成的脱脂剂，碱液除油主要是在高温条件下将碱咬动物油和植物油咬化形成可溶性肥皂而除去油污,Back,4.2化学抛光,在合适的溶液中，不使用外接电源对零件进行抛光过程称为化学抛光，是一种对零件装便性加工。
6、铝及铝合金的化学抛光，为磷酸量溶液和其它溶液。磷酸基这类溶液在工业中应用最为广泛。大体可分为两种，一种是含磷酸高于700ml/l的溶液另一种是含磷酸400 一600ml/l的溶液。前者能在己机械抛光的表 面上获得跟电抛光相当的高光亮度的表面，它能抛光纯铝和含锌量不高于8%，含铜量不高于4 的Al-Mg-Zn 和Al-Cu-Mg合金，后者抛光较前者差不多，而且不适合于含铝量高于95 的纯铝。,Back,4.2化学抛光,操作条件1 化抛浓度：H3PO4:93%,HNO3:7%,CPBRI-20:109/l 2 化抛温度：50 一120 3 化抛时间：15 一60s,操作方法1 将工件于预浸槽处理5
7、-10 秒2 手握挂具握把，将工件浸泡至化抛槽液中，以握把为轴心，轻旋转20-30秒3 快速从化抛槽取出，热水洗3-5 秒4 水洗10秒,Back,4.3碱咬,碱咬是化学 抛光的另一重要的预处理方式，碱咬可以调整工件表面材质的粗细均匀亮暗的程度，未经预处理的铝是不能阳极氧化和着色的。,Back,4.3碱咬,操作条件1.浓度：30-80g/l 2.操作时间：2-5min 3.温度：45-654.铝离子浓度：小于30g/l,操作方法1.以吊车将整杆待处理的工件吊至碱咬槽上方2.将料吊入碱咬槽内3.以定时器设定碱咬时间4.定时器指示灯亮时关掉指示灯将料吊出碱咬槽，迅速吊至水洗槽上方，立刻进入水洗槽,
8、Back,4.4阳极氧化,在铝的阳极氧化中，将铝及其合金置于相应的电解液（如硫酸，铬酸，草酸等）中作阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄膜，其厚度为520微米，硬质阳极氧化膜可达60200微米。,Back,4.5活化,阳极氧化后，在着色之前，可用酸液处理，把氧化膜活化，所有有机酸无机酸及酸性盐适用于活化，这一处理，必会使一些阳极氧化膜的物质溶解，使孔隙率加，从而提高吸附染料的能力。,Back,4.6染色,目前在工业上应用的铝及其合金阳极氧化膜着色技术主要有化学染色法和电解着色法，大部分公司使用的是化学染色法。化学染色法对氧化膜的要求1 氧化膜必须
9、有足够的厚度，具体厚度要于染色的色调而定，如果暗色要求较厚的膜层而浅薄的膜层2 氧化膜必须有足够的孔隙和吸附能力3 氧化膜应均匀，膜层本身的颜色适应于进行着色处理,Back,4.6染色,操作条件1 染色剂浓度：8 一12g/L2 操作时间：10 一20Min3 温度：30 一60,操作方法1 以吊车将整杆待处理的工件吊至染色槽上方2 将料吊入染色槽内，并开始计时3 当染色时间到达时，将料吊出染色槽，使染色槽液滴干至仅含少量槽液为止4 将料吊离染色槽，吊至水洗槽上方，进入水洗槽,Back,4.7封孔,封孔处理是把氧极氧化膜的微细孔封闭，并将沉积在细孔内染料固定，因此封孔处理是染色工艺整体的一个部
10、分，封孔处理，其最简单的方法是在沸水中处理，只要进行适当，就能保证染色膜表现出其应有的色泽牢固度，而且还可使工件具有防止脂印，色斑及油脂所染的能力。阳极氧化过的表面只有经过充分的封孔才能使它失去对接 触物影响的能力。封孔作用受时间和温度因素的影响，也与封孔液的组成和pH值有关。,Back,5.优点,1.膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性2.膜层无色透明、吸附能力强极易着色3.处理电压较低,耗电少4.处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化5.硫酸具有货源广,价格低等优点,6.注意 事项,浓度分析方法参照阳极处理槽液分析作业规范,参照分析记录，若浓度低于下限时，立即停止
11、使用该槽，并添补浓硫酸到上限值二浓度高于上限时，立即停止使用该槽，并排放部分槽液再加水稀释槽液浓度至上限值，并将嫌疑产品依重工方式处理，并将使用量记录,生产时如遇到停电时，必须暂停生产，待电力恢复时再依重工方式处理,当槽液中铝离子浓度大于159/L 时，需更换此老化槽液，并将更换时间及量记于阳极处理槽液添加日报表,1.,2.,3.,4.,7.与导电氧化的区别,1)阳极氧化是在通高压电的情况下进行的，它是一种电化学反应过程;导电氧化(又叫化学氧化)不需要通电，而只需要在药水里浸泡就行了，它是一种纯化学反应。2)阳极氧化需要的时间很长，往往要几十分钟，而导电氧化只需要短短的几十秒。3)阳极氧化生成的膜有几个微米到几十个微米，并且坚硬耐磨，而导电氧化生成的膜仅仅0.010.15微米左右。耐磨性不是很好，但是既能导电又耐大气腐蚀，这就是它的优点。4)氧化膜本来都是不导电的，但因为导电氧化生成的膜实在是很薄，所以就是导电的了,谢谢观赏,
