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深圳市展鑫威科技有限公司，是一家临盆表面管教摆设的业余厂家。独创于年4月，以业余安排创造各样主动化电镀摆设以及废气管教摆设为主，以关联周边摆设为辅的高新技巧企业。现力求于环保智能化临盆线及高周详水管教摆设的研发与临盆运用。
主营产物
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◎电镀临盆线◎阳极氧化临盆线◎洗刷摆设PCB制程摆设◎产业废气管教装配
---------------------------------------------------------------刘中岳师长
传真：-邮箱：boconliu
. 榜样换取、直流阳极氧化和硬质阳极氧化工艺见表5—1—20。表5—1—20榜样的硫酸阳极氧化工艺参数表
称呼
电解液构成
电流密度
/A·dm-2
电压
/V
温度
/℃
时问
/min
颜色
膜厚
/μm
备注
Alumilite(美)
硫酸换取法
硫酸硬质膜
硫酸，10%～20%
硫酸，12%～l5%
硫酸，10%～20%
DCl—2
AC3—4.5
DC2—4.5
10～20
17～28
23～10
20±2
13～25
0±2
10～30
20～40
60以上
晶莹
晶莹
灰色
5～25
10～25
34～
易着色，耐蚀
做油漆底层
耐磨隔热
直流阳极氧化的工艺职掌参数见表5—1—21和表5—1—22。
表5—1—21直流阳极氧化的工艺参数表
工艺项目
目标局限
备注
氧化电压
电流密度
槽液温度
硫酸浓度
铝离子浓度
氧化光阴
12～18V
1～1.6A/dm2
18～22℃
～g/L
20g/L
20～30min
AAl0雪白l.15～1.3；着色1.3～1.5；AAl5雪白可取l.6
太低氧化膜易关闭，太高易造成起粉
±5g/L
光明氧化12g/L
表5—1-22直流阳极氧化职掌参数举例
色别
膜厚
上料面积/m2
电流密度/A·dm-2
总电流/A
氧化光阴/min
雪白
雪白
古铜、钛金、香槟
古铜、钛金、香槟
AAl0
AAl5
AAl0
AAl5
74
58
44
44
1.25
1.6
1.4
1.4
～
～
～
～
38～32
50～45
30～25
40～35
各式阳极氧化前提变动对膜层性质的影响见表5—1—23。
表5—1—23阳极氧化前提变动对膜层性质的影响
前提的变动
膜厚极限
硬度
附着与吸附手腕
耐蚀性
铝的熔解性
孔隙率
电压
增加溶液温度
增加电流密度
削减管教光阴
升高溶液浓度
欺诈换取电
增加合金的平均性
采取浸蚀性较小的电解液
↓
↑
－
↑
↓
↑
↑
↓
↑
↑
↑
↓
↑
↑
↑
↓
↓
↓
↑
↓
↓
→
→
↓
→
↓
↓
→
↑
↓
↓
↓
↑
↓
↓
↑
↓
↓
↓
↑
↓
↓
↓
↑
↑
↑
↓
↑
↑
二、影响硫酸阳极氧化的成分1)硫酸浓度氧化膜的成长速率与电解液中硫酸浓度有亲切关连。膜的增厚流程取决于膜的熔解和成长速率比，寻常跟着硫酸浓度的增高，氧化膜的熔解速率也增大；反之，浓度升高，熔解速率也减小。所以，采取稀硫酸有益于膜的成长。在氧化着手时，氧化膜的成长速率是浓溶液比稀溶液大，然而跟着氧化光阴的增加，在浓溶液中成长速率就比在稀溶液中的速率小。实际解释。当欺诈浓度较高的硫酸溶液举行氧化时，初始阶段由于氧化膜的成长速率较大，氧化膜的孔隙率高，所以简单染色，但膜的硬度、耐磨本能等均较差。而在稀硫酸溶液中所赢得的阳极氧化膜，结实而耐磨，反光本能好，但孔隙率较低，恰当于染成各式较浅的浅色。见表5—1—24。 综上所述，应依据对氧化膜的请求来抉择硫酸浓度，要想赢得吸附手腕强而富饶弹性的氧化膜，可用硫酸浓度的上限值，要获得硬而厚的耐磨性好的氧化膜，可采取硫酸浓度的下限值。
表5—1—24硫酸浓度对耐蚀性、耐磨性的影响
硫酸浓度/g·L－1
阳极氧化电压/V
膜厚/μm
耐蚀性/s
比耐蚀性/s·μm－1
落砂量/g
耐磨性/g·μm－1
18.5
13.8
53
3.8
81lO
.7
16.6
12.5
71
5.7
.6
15.5
12.9
75
5.8
.3
14.9
13.7
73
5.3
.6
14.5
13.9
62
4.5
.0
13.O
13.5
53
4.4
.3
12.1
12.0
50
4.2
.7
2)铝离子浓度 A13+杂质来自铝制件自己在阳极的熔解，使电解液中A13+含量渐渐抬高。当Al3+含量小于20g/L时，氧化膜表面品德没有显著影响(若在1～12g/L：局限内，反而对阳极氧化的速率和膜层表面品德起有益效用)，当Al3+含量高出20g/L后，造成的胶态粒子吸附在膜表面，使铝制件表面展现出白点或块状白斑，氧化膜的吸附眭能降落，造成染色困苦。Al3+过量时，A13+会产生水解，溶液的导电手腕降落，影响膜的延续生成。Al3+寻常节制在3～20g/L。铝离子浓度对氧化膜品德的影响见表5—1—25。
表5—1—25铝离子浓度对耐蚀性、耐磨性的影响
铝离子浓度/g·L-1
0
1
5
10
15
20
25
阳极氧化电压/V
膜厚/μm耐蚀性/s
比耐蚀性/s·μm-1
落砂量/g
耐磨性/g·μm-1
15.0
12.8
49
3.8
.2
14.5
11.8
66
5.6
.5
14.3
11.8
71
6.0
.2
14.1
12.2
65
5.3
.8
13.8
12.2
50
4.1
.6
13.6
12.7
38
3.0
.7
13.5
12.2
34
2.8
.0
即使氧化槽中SO42-的含量偏低，Al3+的含量偏高的话，且跟着使历光阴的伸长，Al3+增加的速率比SO42-快。在氧化流程中，溶液的导电性升高，进而使膜变得松散，同时Al3+水解生成的Al(OH)3积淀附在膜表面，简单造成粉霜。3)电流密度与电流散布 电流密渡太高，会致使成品各部份的膜厚不同，况且也会使氧化膜的膜孔增大，进而致使着色工序时造成颜色不平均，况且封孔功效也差；即使在50A/m2的低电流密度下万古间举行电解，膜的耐蚀性和耐磨性均升高。合适的电流密度局限是l00～A/m2，也许使膜厚变动维持在最小值。关于厚膜料的氧化(如15～25μm)，电流密度要取上限或大于上限，并削减绑料面积，有益于膜的成长。电流密度对耐蚀性耐磨性的影响见表5—1—26。
表5—1—26电流密度对耐蚀性、耐磨性的影响(膜厚雷同，光阴不同)
电流密度/A·dm-1
0.8
1.0
1.2
1.6
2.0
氧化光阴/min
阳极氧化电压/V
膜厚/μm耐蚀性/s
比耐蚀性/s·μm-1
落砂量/g
耐磨性/g·μm-1
60
12.1
12.3
42
3.4
.1
48
13.6
12.2
44
3.6
.8
40
14.3
12.4
73
5.9
.8
30
15.3
11.9
74
6.2
.8
24
16.2
13.1
84
6.4
.6
4)氧化电压阳极氧化的氧化电压决计氧化膜孔径巨细，低压生成的膜径小、孔数多，而高压使膜孔径大，但孔数少。在确定局限内高压有益于生成精细、平均的膜。不同酸溶液中各式电压下膜的孔数见表5—1—27。
表5—1-27四种不同酸溶液中各式电压下阳极氧化膜的孔数表
阳极氧化溶液
外加电压/V
孔数/×l09．cm-2
15%硫酸溶液，l0℃
15
20
30
76
52
28
2%草酸溶液，25℃
20
42
60
35
11
6
3%铬酸溶液，50℃
20
40
60
22
8
4
4%磷酸溶液，25℃
20
40
60
19
8
4
5)槽液温度和槽液的轮回搅拌 温度对氧化膜机关、孔径和厚度影响大。氧化膜生成时造成J/mol的生成热，同时电解时通太高电阻的反对层和孔内电解液造成焦耳热，由此致使电解液温升很快，膜熔解加重，品德变劣，耐蚀性和膜生成率降落。型材临盆务必节制在20±2℃。为使造成于膜层表面的热量快捷散布，防备个别过热，确定要举行强逼冷却和搅拌电解液，冷却系统见图5—1—3所示。
图5—1—3氧化槽液轮回冷却系统图
关于洪量的生成热和焦耳热，临盆中通罕用蛇形管或板式换热器通冷却介质冷却电解液，可加之以阳极挪动和空气搅拌的法子，加快热量的散布，以防备个别过热．收缩空气搅拌时，空气务必过程油水离别器净化，或用泵连结神速轮回过滤、冷却等组合法子。采取与制冷连接的体外轮回时，轮回次数取2.5～3次/h；采取收缩空气搅拌时，液面通气度应为l2～36m3/h·m2。电解液的温度变动对氧化膜的影响与硫酸浓度的变动的影响基事实同。溶液温度抬高，氧化膜的熔解速率抬高，膜的成长速率削减，氧化膜的厚度势必削减。同时，温度的变动对氧化膜的厚度和耐磨性也会造成严峻的影响。槽液温度在确定局限内提升，赢得的氧化膜品质削减，膜变软但较光明。槽液温度较高，生成的氧化膜外层膜孔径和孑L锥度趋于增大，会造成氧化膜封孔困苦，也易造成封孔“粉霜”。对铝合金兴办型材，为保证封孔品德，温度不宜大于23℃。 寻常温度节制在l8～20℃时赢得的氧化膜多孔、吸附本能好、富饶弹性、抗蚀手腕较好，但耐磨本能寻常。阳极氧化温度对膜品德的影响见表5—1—28。
表5—1—28阳极氧化温度对耐蚀性、耐磨性的影响表
温度/℃
10
15
18
20
22
25
30
阳极氧化电压/V
膜厚/m
耐蚀性/s
比耐蚀性/s·μm－1
落砂量/g
耐磨性/g·μm－1
16.5
12.2
60
4.9
.1
15.3
11.8
71
6.0
.6
14.3
12.4
73
5.9
.8
13.6
12.0
78
6.5
.3
12.6
12.0
65
5.4
.3
11.2
11.8
47
4.0
.7
9.6
11.2
42
3.8
.0
6)氧化光阴与膜厚在确定温度下氧化膜厚度取决于电流密度和氧化光阴。在一按光阴内厚度与氧化光阴成正比。氧化膜厚度计划阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式举行计划：
σ=Kit
式中 σ——阳极氧化膜厚度/μm； i——电流密度/A·dm-2； t——氧化光阴/min； K——系数。上述公式计划的前提所以觉得过程的电量全用于氧化铝析出，同时也把氧化铝及膜的密度视为干净的氧化铝茂密的值。但理论环境并非齐备如斯，为了使K值更符合理论，应将电流效率和在这类工艺前提下所生成膜的密度或孔隙度斟酌在内，即：
K=1.57η/γ
式中η——电流效率(电极上理论析出的物资量与总电量换算出的析出物资量之比)。 K实值列国取值巨细互异，美公有取0.、0.、0.，日本有取0.、0.、0.25，华夏、俄罗斯取0.25。 7)杂质含量阳极氧化时，电解液的污浊度对氧化膜表面光明度影响极大。寻常，硫酸氧化膜是晶莹的。多孔状的氧化膜具备极大的吸附本能，欺诈这一特征将铝和铝合金表面举行各式色采图案斑纹的粉饰。若在电解液中含有各式不晶莹的固态污浊物，也被吸附填充到膜孔中去，会使氧化膜晶莹度降落，膜层的反光率遭到反对，进而影响氧化膜的光明度。污浊物起源于铝制件前管教不良和洗刷水质不净，或由于阴阳极反映猛烈与溶液的对流效用使杂质不易积淀于槽底，被散开悬浮在电解液中，电解液晶莹度较差，乃至不晶莹并带有确定的光彩。所以对那些外表请求较高的铝成品，在氧化流程中，务必对电解液举行连结过滤。用烧结微孔管过滤机过滤，也许使电解液抵达极高的晶莹度。电解液中或者存在的杂质是clˉ、Fˉ，N03ˉ和Al3+，Cu2+、Fe2+等离子。当Clˉ，Fˉ、N03ˉ等阴离子杂质含量高时，由于其半径比0Hˉ小，阳极对它们的吸附效用更强，氧化膜的孔隙率大大增加，氧化膜表面变得粗拙和松散。当N03ˉ0．33g/L，Fˉ0.g/L，Clˉ0．g/L时，会严峻影响膜的品德。这些杂质在电解液中的准许含量为Clˉ0.05g/L，Fˉ0．01g/L。当高出这极限值，成品表面会产生穿孔而报废。这些阴离子杂质来自配制电解液和洗刷工序中的水源。N03ˉ主若是从上一起中庸工序中带来。Fˉ、clˉ主若是从洗刷水中带来。所以务必严刻节制水质。寻常请求用去离子水或蒸馏水配制电解液。合金中含铜、硅等元素时，跟着氧化流程的举行，一样由于在电解液中的阳极熔解效用，使合金元素Cu2+，Si2+延续会聚。当Cu2+含量达0.02g/L时，氧化膜上会呈现暗色条纹或黑色雀斑。要清除Cu2+，也许用铝电极通直流电管教，阳极电流密度节制在0.1～0.2A/dm2左右，金属铜便在阴极上析出．当Cu2+含量很高时，可先用铅板直接放人电解液中。这时铅板上会很快置换上一层金属铜．用此法可去除含量较高的铜离子，然后再通电管教，可齐备去除Cu2+。Si2+常以悬浮状况存在于电解液中，使电解液的污浊度大为提升，它常常以褐色粉状物吸附在阳极上。将电解液审慎过滤也许清除Si2+。寻常用滤纸式或微孔管过滤机过滤清除。槽液中存在Mg2+、Na+、Ca2+等阳离子时，由于它们不能加入阳极表面双电层，寻常对氧化膜没有太大影响。但水合物有颜色的离子，会使氧化膜变色。如Fe3+2g/L时氧化膜的颜色产生转变。 8)膜厚的平均性 (1)革新氧化槽液的轮回方法，使槽液温度和浓度平均，有助于膜厚平均。同挂料两头膜厚不同，是槽液两头的温度不同造成，同挂料高低之间膜厚不同，是氧化槽液高低温度不同造成。增大槽液轮回量，公道安排槽液收支方法，也许战胜上述膜厚不平均形势，轮回系统见图5—1—4所示。
(2)节制氧化槽液温度和浓度的摇动局限，节制好每挂氧化表面积。挂与挂之间膜厚不同，是因工艺前提摇动太大，或挂料面积出入太多。要依据工艺电流密度计划好绑料支数，依据挂料面积给定总电流。 绑料支数=工艺挂料面积/(型材截面外周长×型材长度) 总电流=理论挂料面积×工艺电流密度理论挂料面积=型材截面外周长×型材长度X绑料支数
(3)型材到双方的阴极间距要相等，增大阴极面积，使阴极面积大于工艺挂料面积。三、合金成份对氧化流程的影响不同的铝合金的阳极氧化膜有不同的色采，纯铝上的膜无色晶莹，使金属的光亮齐备维持下来；高纯铝增加少数的镁，膜色不会因氧化光阴的伸长而转变，当镁的含量高出2%，膜变暗浅色；铝硅合金阳极氧化时，硅不会被氧化或熔解，部份加入膜层使膜呈暗灰色。含硅量大时，阳极氧化前先用氢氟酸浸泡，膜色会有所好转，寻常含硅5%以上的合金不合适做光明着色成品，含量达13%就难于举行阳极化管教；含铜的合金，当含量较少时，膜呈绿色，随铜含量的增加，膜薄，色彩深暗。某些铝合金的阳极氧化管教功效见表5—1—18和表5—1—19：
表5—1—18铝合金阳极氧化管教功效表
合金紧要成份含量/%
合用于维护性阳极氧化
合用于阳极氧化着色
合用于光明阳极氧化
99.99Al
99.8Al
99.5Al
99.0Al
1.25Mn
2.25Mg
3.5Mg
5Mg
7Mg
0.5Mg、0.5Si
1.0Si、0.7Mg
1.5Cu、1Si、1Mg
2Cu、1Ni、0.9Mg、0.8Si
4.25Cu、0.Mn、0.Mg
4.25Cu、0.75Si、0.75Mn、0.5Mg
4Cu、2Ni、1.5Mg
2.25Cu、1.5Mg、1.25Ni
1Mg、0.Si、0.25Cu、0.25Cr
1Si、0.Mg、0.5Mn
5Si
1
1
1
2
3
2
2
3
4
1
2
3
4
4
4
4
4
2
3
3
1
1
2
2
3
2
2
3
4
2
3
3
6
6
6
4
4
3
3
6
1
l
2
3
4
3
3
4
4
3
4
4
5
5
5
5
5
4
4
5
注：l——优异；2——优异；3——尚好；4——也许；5——不合适；6——只合适于暗的颜色。
表5—1—19不同铝合金关于阳极氧化的适应性
合金
维护阳极氧化
阳极氧化和着色
光明阳极氧化
硬质阳极氧化
1
3
3
极好
极好
很好
中－好
中
中
好
好
好
极好
好
好
很好
很好
很好
很好
极好
很好
很好
中－好
由
由
好
好
审
很好
好
好
很好
很好
很好
好
极好
很好
很好
不行
不行
不行
中
中
不行
好
由
由
好
好
好
中
极好
极好
极好
好
好
好
好
好
好
极好
极好
好
极好
极好
极好
很好
续表5—1—19
合金
维护阳极氧化
阳极氧化和着色
光明阳极氧化
硬质阳极氧化
极好
好
很好
好
很好
好
很好
好
好
中
很好
由
极好
好
很好
好
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