深圳沙井氧化加工厂,深圳沙井氧化加工公司

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铝材的阳极氧化

随着工业水平的不断发展,铝合金的动应也越来越广泛,从最初的飞机制造业,门窗,汽车工业,卫浴渐渐应用到了生活的各个领域。在全世界它的年产量仅次于钢铁,在金属材料中名列第二。而铝合金最常用的表面处理方式就是阳极氧化,作为一个有点资历的结构工程师,恐怕都有必要对此有一定的了解。故我把自己这几年在铝材阳极氧化方面的一点浅见讲出来放在这里,不求权威,不求全面,权当抛砖引玉。


     铝的种类繁多,但并不是所有的铝都可以做阳极氧化的,所以我们有必要先了解一下铝的分类。

      按有无合金成分,铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。  
      按压力加工能力,可分为变形铝和非变形铝(例如:铸铝)。  
      按能否热处理强化,铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。

       这么多的种类那我们怎么对它们加以区分呢?最好的方法当然是牌号了,不同的牌号就代表不同的种类了,铝合金的牌号用四位数表示,共有八个系列:
     1)1XXX系列:工业纯铝;  

     2)2XXX系列:Al-Cu、Al-Cu-Mn合金,;  

     3)3XXX系列:Al-Mn合金;  

     4)4XXX系列:Al-Si合金;  

     5)5XXX系列:Al-Mg合金;  

     6)6XXX系列:Al-Mg-Si合金;  

     7)7XXX系列:Al-Mg-Si-Cu合金;  

     8)8XXX系列:其它。

     用于阳极氧化的铝合金,一般采用6系列,即Al-Mg-Si合金。
    为什么不用其它系列的合金呢?因为铝镁硅合金固溶时效状态强度高,塑性也较好,焊接性好,焊接接头在焊后状态仍能保持较高的强度,此其一。
    另一方面,是因为合金成份对阳极氧化后的表面外观,也产生直接的影响。比如,含1~2%锰的铝合金,氧化后呈棕蓝色,随铝材中含锰量的增加,氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。含硅0.6~1.5%的铝合金,氧化后呈灰色,含硅3~6%时,呈白灰色。含锌的呈乳浊色,含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调,含镍的呈淡黄色。一般而言,只有含镁和含钛量大于5%的铝含金,经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。

       另外,一个完整的牌号除了系列之外,还应包含基状态代号,因为同一种铝材,也会有不同的状态,而其力学性能和功用也各不相同。按照GB/T16475《变形铝和铝合金状态代号》标准,新状态代号规定如下:  

O: 退火状态   
H112:热作状态   
T4:固溶处理后自然时效状态   
T5:高温成形过程冷却后人工时效状态   
T6:固溶处理后人工时效状态   
     最恰当的作阳极氧化的铝合金材料是6063 T5(专不专业人家看你图纸上的材料就可以看出来了)。

   选好材后,就到了正题了,阳极氧化。那么阳极氧化究竟是通过什么样的工艺来实现的呢?基大体的工艺如下:

机加工--人工时效---抛光--零件上挂具→化学除油→热水清洗→冷水清洗→出光→清水洗→硫酸阳极氧→冷水洗→烘干→染色→封闭。

氧化后的效果一般分亚银和光银,通过着色后还可以有黑色,金色,兰色,木纹等多种颜色。其表面通过喷砂,碱蚀还以可以达到磨砂效果:120目以下喷砂可以实现,120目以上一定要通过碱蚀才可以做到。

氧化效果一般通过盐雾测试和耐磨测试加以检验,其标准各个行业各有不同,有酸性盐雾测试(AASS),铜盐加速盐雾测试(CASS),中性盐雾测试一般不采用。以酸性盐雾测试为例,一般有4小时,8小时,12小时,24小时,48小时,72小时等不同标准,可根据客户要求而定。
而对氧化影响最大的工艺环节有二个:一是氧化时间(当然,氧化液的调配,氧化电压,电流密度首先应恰当),时间太短氧化膜层太薄,而时间太长又会造成过氧化,表面会成粉末状,封闭后易脱落,所以必需掌握一个恰当的氧化时间(对大批量的生产,最好先有实验数据)。二是封闭,一方面要选择合适的封闭剂,另一方面要对封闭液的温度和封闭时间掌控得当。要想封闭效果现想,封闭温度以80度--90度为宜;封闭时间要根据产品要求来定。
题外话:本人曾有过酸性盐雾72小时的氧化经验,内行的人应当知道这要求有多高了,找遍所有能找到的氧化厂家,没人可以做得到,后经本人据厂摸索,实验,终于通过。但此间参数和条件为我和氧化厂家共有,有关商业技术机密,在此不方便透露,还请大家见谅。

铝材氧化常见缺陷及其形成原因:
1,白线:这是最常见也是最令人头痛的表面缺陷之一,其成因主要是因为材料中成份不均,含有杂质等。
2,暗影:这也是常见缺陷,其原因主要是挤压时模具固定不稳,材料流速不均匀而造成。
3,砂眼:顾名思义,由于铝材中含有杂质。
4,局部无氧化膜:装夹位置不当、氧化液太稀或是除油末干净。
5,氧化膜疏松有粉末状:氧化时间过长或是加硫酸后溶液是不均匀。
6:变形:一般氧化前或后需机加工的产品,由于加工时装夹不当或是加工中进刀量太大所引起。
7,划伤:加工、运输过程中保护不当所引起。