信息來(lái)源于:互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-04-27
廣東機械加工廠(chǎng)鋁及鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化工藝故障分析與處理方法:
1.局部出現黑斑或條紋,以及鼓瘤或孔穴現象鋁合金制品經(jīng)陽(yáng)極氧化處理后,發(fā)生局部無(wú)氧化膜,呈現肉眼可見(jiàn)的黑斑或條紋,氧化膜有鼓瘤或孔穴現象。此類(lèi)故障雖不多見(jiàn)但也有發(fā)生。其原因通常與鋁和鋁合金的成分、組織及相的均勻性等有關(guān),或與氧化溶液中所溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。鋁和鋁合金的化學(xué)成分、組織和金屬相的均勻性會(huì )影響氧化膜的生成和性能。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易生成高質(zhì)量的膜層。而鋁硅合金或含銅高強鋁合金,生成的氧化膜發(fā)暗、發(fā)灰,光澤性不好。如果表面相結構不均勻、組織偏析、雜質(zhì)偏析或熱處理不當所造成的組織不均勻等,則易產(chǎn)生選擇性氧化或選擇性溶解,造成氧化膜質(zhì)量較差。如鋁合金材料中局部硅含量偏析,則往往造成局部無(wú)氧化膜或呈黑斑點(diǎn)條紋或局部選擇性溶解產(chǎn)生空穴等。另外,如果電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵埃顆?;蜚~、鐵等金屬雜質(zhì)離子含量過(guò)高,往往會(huì )使氧化膜出現黑斑點(diǎn)或黑條紋,影響陽(yáng)極氧化膜的抗腐蝕防護性能。
2.氧化膜不完整,局部無(wú)膜或燒損同槽處理的陽(yáng)極氧化零件,有的部位無(wú)氧化膜或膜層輕薄或不完整,而在夾具和零件接觸處則出現有燒損熔蝕現象。
廣東機械加工廠(chǎng)這類(lèi)故障在硫酸陽(yáng)極氧化工藝實(shí)踐中往往較多發(fā)生,嚴重影響著(zhù)鋁合金零件的陽(yáng)極氧化質(zhì)量。造成這種故障的原因有:①裝夾位置不當。由于裝夾位置不當,陽(yáng)極化時(shí)氧氣跑不出來(lái)滯留在局部表面上,造成悶氣而無(wú)氧化膜。裝夾時(shí)應注意選擇適當位置,使零件的凹面向上或向上傾斜,這樣就可以避免無(wú)氧化膜的故障。②零件表面有附著(zhù)物。陽(yáng)極化前零件表面如有膠紙等透明黏性物質(zhì)時(shí),陽(yáng)極氧化時(shí)又沒(méi)有脫落,在膜層封閉時(shí)卻脫落了下來(lái),結果在吸附物處就沒(méi)有氧化膜,操作者在前處理時(shí)就應注意除去這類(lèi)物質(zhì)。③氧化溶液成分太稀。氧化溶液成分太稀,造成氧化零件局部電流太小處就無(wú)氧化膜生成,可以分析并鼴高硫酸濃度,消除此故障。
由于鋁氧化膜的絕緣性較好,所以鋁合金制件在陽(yáng)極氧化處理前必須牢固跑裝掛在通用或專(zhuān)用夾具上,以保證良好的導電性。導電棒應選用銅或銅合金材料并要保證足夠接觸面積。夾具與零件接觸處,既要保證電流自由通過(guò),又要盡可能減少夾具和零件間的接觸印痕。接觸面積過(guò)小,電流密度太大,會(huì )產(chǎn)生過(guò)熱易燒損零件和夾具。
3.氧化膜疏松粉化鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化處理后,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉,特別是填宅封閉后,制件表面出現嚴重粉層,抗腐蝕性差。
廣東機械加工廠(chǎng)在鋁合金陽(yáng)極氧化過(guò)程中,氧化膜的形成和溶解是同時(shí)進(jìn)行的,氧化膜的化學(xué)溶解會(huì )造成氧化膜的疏松,甚至產(chǎn)生疏松粉末狀氧化膜。氧化膜的溶解速度乏氧化溶液的溫度影響較大,并隨溶液溫度的升高而加速。所以這一類(lèi)故障多發(fā)生在夏季,尤其是沒(méi)有冷卻裝置的硫酸陽(yáng)極化槽,往往處理1槽~2槽零件后,疏松粉化現象就會(huì )出現,明顯地影響氧化膜的質(zhì)量。由于鋁合金陽(yáng)極氧化膜電阻很大,在陽(yáng)極氧化工藝過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量焦耳熱,槽電壓越高產(chǎn)生熱量越大,從而導致電解液溫度不斷上升。所以在陽(yáng)極氧化過(guò)程中,必須采用攪拌或冷卻裝置使電解液溫度保持在一定范圍。一般情況下,溫度應控制在13℃~26℃,氧化膜質(zhì)量較佳。若電解液溫度超過(guò)30℃,氧化膜會(huì )產(chǎn)生疏松粉化,膜層質(zhì)量低劣,嚴重時(shí)發(fā)生“燒焦”現象。另外,當電解液溫度恒定時(shí),陽(yáng)極電流密度也必須予以限制,因為陽(yáng)極電流密度過(guò)高,溫升劇烈,氧化膜也易疏松呈粉狀或砂粒狀,對氧化膜質(zhì)量十分不利。
另外陽(yáng)極氧化時(shí)間長(cháng),溶液濃度濃,也會(huì )產(chǎn)生疏松的陽(yáng)極氧化膜。電流密度過(guò)大或電壓過(guò)高時(shí),產(chǎn)生的焦耳熱使鋁合金零件發(fā)熱,導致零件周?chē)娜芤簻囟壬?,從而加快氧化膜的化學(xué)溶解,造成氧化膜疏松或產(chǎn)生粉末狀氧化膜。所以,嚴格控制工藝規范是防止陽(yáng)極氧化膜疏松的重要因素。鋁合金陽(yáng)極氧化過(guò)程中水洗等工序有可能給氧化溶液帶來(lái)氯離子,還有硫酸中也有可能含有氯離子,這些就可能導致氧化溶液中氯離子含量升高,從而引起氧化膜層的疏松。
當往氧化槽補加硫酸后由于溶液攪拌不均勻也會(huì )造成同槽陽(yáng)極氧化的零件,有的氧化膜太薄,有的氧化膜疏松并有粉狀掛灰現象,排除上述故障的措施是:嚴格工藝規范操作,電解液溫度太高應設法降低溫度,進(jìn)行攪拌或開(kāi)動(dòng)冷卻設備,并控制溫度差在(20±2)℃內。如果是氧化處理時(shí)間太久造成的就應當縮短陽(yáng)極氧化時(shí)間;如果是電流密度太高,就要降低電流密度。在溶液中補加硫酸后應通入壓縮空氣充分攪拌,并進(jìn)行通電處理;當溶液.中氯離子含量過(guò)高時(shí),可通過(guò)稀釋溶液或者部分更換溶液的方法進(jìn)行故障處理。
4. 氧化膜暗淡無(wú)光。產(chǎn)生點(diǎn)狀腐蝕鋁合金硫酸陽(yáng)極氧化膜暗淡無(wú)光,有時(shí)產(chǎn)生點(diǎn)狀腐蝕,嚴重發(fā)生顯著(zhù)的黑色點(diǎn)狀腐蝕。
廣東機械加工廠(chǎng)這類(lèi)故障往往是偶然發(fā)生并有特殊原因造成的。在鋁合金陽(yáng)極氧化過(guò)程中,中途斷電又重新給電,往往形成雙層氧化膜會(huì )使氧化膜暗淡無(wú)光;而中途停電零件在清洗槽停留過(guò)久,清洗水槽酸度過(guò)高,水質(zhì)不凈,含懸浮物較多,往往會(huì )使鋁合金零件發(fā)生點(diǎn)狀腐蝕、黑斑等故障。硫酸溶液內溶存的鋁離子增加也會(huì )導致氧化膜的透明性變差,通常硫酸液中含鋁量以l09/L左右為宜。在鋁氧化溶液中混入過(guò)量的Cl-離子,也會(huì )導致鋁合金零件陽(yáng)極氧化產(chǎn)生點(diǎn)狀腐蝕等故障。
5. 陽(yáng)極氧化膜薄或有紅色掛灰,膜層的抗腐蝕性能差發(fā)生這個(gè)故障的原因是多方面的,包括以下幾個(gè)方面。
(1)硫酸含量和操作條件不符工藝規范。如果陽(yáng)極氧化電流密度小、電壓低、氧化時(shí)間短,則鋁合金表面生成的氧化膜就較薄。如果溶液的濃度低,溶液中的離子少,溶液的導電率小,要達到同樣的電流密度,濃度低的溶液其槽電壓比濃度高的槽電壓來(lái)得高,而硫酸陽(yáng)極氧化一般是控制電壓的,所以當溶液的濃度低時(shí),在規定電壓下,電流密度就小,生成的氧化膜也就較薄。溶液的溫度低時(shí),溶液的黏度大,離子運動(dòng)慢,溶液的導電率小,在規定的電壓下,電流密度就小,生成的氧化膜當然就薄。反之,氧化膜厚,但氧化膜的溶解也加快,且會(huì )形成疏松粉末狀的氧化膜。
(2)零件裝得太松,夾具與導電棒接觸不良。檢查鋁合金零件的裝夾情況就會(huì )就會(huì )發(fā)現,零件裝夾太松,導電不良,也會(huì )引起陽(yáng)極氧化膜層變薄。另外夾具上的舊氧化膜未除盡,零件裝夾在有薄層氧化膜的夾具上也會(huì )引起導電不良,氧化膜生成速度變慢而使得氧化膜變薄。
(3)陽(yáng)極氧化溶液中含銅、鐵離子過(guò)高。因為陽(yáng)極氧化過(guò)程包括了鋁合金表面溶解和氧化膜生成,如一些高強鋁合金材料中就有銅、錳、鐵、硅等元素,在陽(yáng)極氧化過(guò)程中,銅、鐵等離子溶解進(jìn)入溶液是可能的,隨著(zhù)陽(yáng)極氧化溶液使用時(shí)間的增長(cháng),溶液中的銅離子含量就會(huì )增高,從而影響氧化膜的厚度或者出現表面掛灰。
廣東機械加工廠(chǎng)排除這種故障的措施是:嚴格控制氧化工藝規范;注意掛具表面殘余氧化膜的退除,保證掛具與零件的接觸。對鍍液中的銅、鐵離子雜質(zhì)含量過(guò)高的問(wèn)題,可以通過(guò)增加陰極面積小電流電解處理或者更新氧化溶液來(lái)解決。
6. 零件與夾具接觸處燒傷、零件局部地方有電擊燒傷發(fā)生這種故障的原因是鋁合金零件與陰極接觸發(fā)生短路,零件彼此間接觸發(fā)生短路造成的。所以需要加強陽(yáng)極氧化零件與夾具的接觸檢查,夾具使用前須加以清洗,一定要與零件夾緊,保證零件的導電良好。放置零件于氧化槽內時(shí),注意與陰極之距離,避免發(fā)生接觸。另外要防止零件彼此之間接觸發(fā)生短路,加大零件間距離。
7. 氧化膜有黑斑(黑條紋)或網(wǎng)狀泡沫狀花紋發(fā)生這種故障的原因主要有:零件經(jīng)化學(xué)除油后,遺漏出光工序即進(jìn)行氧化,使遺留在零件上的水玻璃形成了硅酸所致;熱處理時(shí)化學(xué)除油液未凈;零件表面有油漬或其他污染物;氧化溶液中有懸浮的雜質(zhì);氧化后零件未洗干凈就進(jìn)行封孔清理;溶液表面有懸浮雜質(zhì)、含銅和鐵雜質(zhì)太多等。
排除此類(lèi)故障是要徹底進(jìn)行前處理;加強氧化零件的清洗,氧化后要立即清洗干凈,避免處理液或雜質(zhì)殘留于氧化膜表面;除去或更新部分氧化溶液降低溶液中雜質(zhì)的污染。
8.氧化零件經(jīng)熱水填充處理易沾手印、水印,經(jīng)重鉻酸鉀填充后氧化膜色淡、發(fā)白發(fā)生這種故障的原因有:填充封閉溶液溫度過(guò)低,填充時(shí)間短;溶液pH值不當;封閉液中氫氧化鋁太多、SO42-含量過(guò)高;陽(yáng)極氧化溫度過(guò)高導致氧化膜太薄、膜孔呈開(kāi)口狀等。
排除此類(lèi)故障主要針對調整封閉填充溶液的pH值,嚴格控制溶液成分和工藝條件;檢查和糾正封閉溶液中SO42-含量和氫氧化鋁濃度;控制陽(yáng)極氧化工藝條件,增加氧化時(shí)間等措施。
9.陽(yáng)極氧化后膜層染黑色出現發(fā)紅或發(fā)藍現象氧化后膜層染黑色出現發(fā)紅或發(fā)藍的主要原因有:
(1)氧化膜層吸附性能不良。用酸性黑A(yíng)TT染料染黑色氧化膜時(shí),出現了發(fā)紅發(fā)藍的故障。酸性黑A(yíng)TT染料是以70%的酸性藍黑l0B和30%的酸性橙Ⅱ的分子結構組成,所以當陽(yáng)極氧化膜的孔隙小,吸收性能差時(shí),分子小的酸性橙Ⅱ容易被氧化膜吸收,膜層中的酸性橙Ⅱ超過(guò)染料的比例,所以色澤就發(fā)紅。
(2)板材和擠壓零件表面狀態(tài)的影響。陽(yáng)極氧化前應將零件進(jìn)行堿腐蝕除去表面硬皮,才能得到均勻的黑色,否則也會(huì )得到發(fā)紅或發(fā)花的黑色。對含硅量高的鋁合金零件,可在40mL/L~50mL/L硝酸和10mL/L左右的氫氟酸溶液中浸漬20s左右以溶解雜質(zhì),使表面留下一薄層較純的鋁,以改善陽(yáng)極氧化膜性能,使它具有好的吸附性能,得到均勻的黑色。
(3)染色溶液的pH值不當。染色溶液的pH值對氧化膜染色的影響較大,因為各種染料的吸收性能均有各自不同的pH值。如pH值接近7時(shí),酸性藍黑lOB的吸附性能好,而酸性橙Ⅱ的吸附性能比較差,所以色澤偏藍,在pH=4.5左右時(shí),酸性藍黑lOB的吸附能力差,酸性橙Ⅱ的吸附能力強,故色澤就偏紅。
廣東機械加工廠(chǎng)排除這種故障的方法有:加強氧化前的處理;適當延長(cháng)陽(yáng)極氧化時(shí)間,使氧化膜孔隙增大,以便分子大的酸性藍黑10B能順利被氧化膜吸收;控制染色溶液的pH值,避開(kāi)7或4.5左右的值,一般控制在3.6左右或5~6較好。