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铝及铝合金表面转化膜技术的发展与现状

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铝及铝合金表面转化膜技术的发展与现状

发布日期:2016-11-18 作者: 点击:

硬质氧化设备


在众多金属表面处理技术领域,铝合金转化膜工艺技术是发展最快的,一个明显的标志就是有关铝及铝合金转化膜的专利、技术文献数量几乎数倍于金属电镀、电泳涂爱等其它金属表面处理行业。所谓金属表面转化膜,是指采用特定的化学处理液,使金属表面产生化学或电化学反应,生成稳定的金属化合物或氧化物薄膜的处理技术。


      1.装饰性阳极氧化膜铝合金可以通过阳极氧化获得各种装饰效果的氧化膜,这是其他表面处理I艺无法比拟的。


      1.1.铝本色阳极氧化膜常规硫酸阳极氧化改变前处理方式,可获得光亮哑银氧化膜在特定溶液中作孔隙改变处理,可以获得乳白色氧化膜:电解液中加入硼酸,或采用草酸+草酸钛钾配方,可以获得瓷白色氧化膜,继续增加膜厚可以得到瓷灰白色氧化膜,膜厚继续增加至20微米,氧化膜呈瓷质暗灰色等。


      1.2铝氧化膜着色的进展铝氧化膜着色工艺始于染色法,又叫吸附着色法。然而,随着有机染料或无机染料染色方法的不断诞生,针对解决染色牢度的各种实验工作也-直没有亭上:原因在于靠物理吸附着色,染料存在于氧化膜孔口,同时有机染料易接受太阳光之后,产生分解而退色,不适合在户外环境下使用。在50年代出现了自然发色法(其代表工艺考尔卡拉法和D300浴),又叫一次电解着色法;其膜层耐候性优良,被称20年不变化,欧美广泛应用于建筑物外墙装饰。在60年代,以浅田法为代表的金属盐电解着色工艺诞生,称为二次电解着色法,电解着色膜的耐候性很好,在开放之初,我国引进日本的建筑铝型材阳极氧化生产线上,此工艺被广泛应用:但是,由于电解着色膜颜色单一(识有香槟色- 古铜色一 黑色), 大大限制了它的广泛应用。总结金属电解着色膜的发色规律大致是:凡是金属外观像银,电解后的颜色都是如此。80年代,出现的复合着色法,即两种或两种以上着色工艺叠加使用的着色方法,使应用于户外着色膜颜色的种类,一定程度 上得到补充。90年代初,欧洲诞生了干涉光效应着色法,欧洲称为多色化着色,日本称为三次电解着色,这种工艺的本质是利用干涉光原理显色,而不是普通电解着色的散射光原理显色。在同一电解槽中,随着金属锡析出量的增加,颜色从蓝色变化为绿色和黄色。


      这些着色新技术的出现,不仅使色彩斑阑的铝合金品应用于户外成为可能,而且使铝合金产品与其它材料的竞争优势大增。2.功能性氧化膜铝的阳极氧化膜由阻挡层与

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      4.铝台金微弧氧化膜微弧氧化又称微等离子体氧化,是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其台金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,生长出以基体金重氧化物为主的陶瓷膜层。


      微氧化处理后的铝基表面陶瓷膜层具有硬度高(HV>1200.甚至可以达到2000),耐蚀性强(CASS盐雾试验>480h),绝缘性好(膜阻~100MO),膜层与基底金属结合力强,并具有很好的耐磨和耐热冲击等性能。陶瓷氧化膜层整体性能与效果远远优于阳极氧化膜。因此在机械,汽车,国防,电子,航天航空及建筑民用等I业领域有着极其广泛的应用前景。主要可用于对耐磨、耐蚀、耐热冲击、高绝缘等性能有特殊要求的铝基零部件的表面强化处理。


      微弧氧化技术工艺处理能力强,可通过改变I艺参数获取具有不同特性的氧化膜层以满足不同目的的需要;也可通过改变或调节电解液的成分使膜层具有某种特性或呈现不同颜色:还可采用不同的电解液对同一工件进行多次微弧氧化处理,以获取具有多层不同性质的陶瓷氧化膜层。虽然微弧氧化已诞生十余年,但其应用范围很有限,是因为它的生产成本,要远高于常规阳极化工艺。


      5.铝台金铬酸阳极氧化膜铬酸盐化学转化(钝化)处理与铬酸阳极氧化,作为-种提高金属材料耐蚀性的工艺方法,近百年来,一直是国防产品与航空器铝及铝合金零件使用最普遍最有效和最经济的方法之一。近年来的研究调查表明,铬酸盐易在人体内积聚而导致皮肤溃疡、上皮癌、 肉瘤和乳腺癌等多种疾病,是一种毒性极强的致癌物质,尤其是铬酸盐不*化物那样容易被分解,因此金属表面铬酸盐处理技术在生产、废水排放、产品使用及废弃产品每个环节都对环境和人类产生强烈而致命的健康危害。近十年里,德国多家公司和美国海军每年都投入大量经费用于高强度铝合金的无铬转化膜研究。


      5.1铬酸盐化学转化(钝化处理已被三价铬钝化和无铬钝化工艺取代。无论是国外还是国内战斗机的制造,还是航天航空铝合金表面处理,近-百年来直采用铬酸盐化学转化处理技术,哈飞西飞作为国家航空产业的基地,在铝合金表面三价铬(三价铬是无毒无害的)和无铬转化膜处理技术的开发、应用和推广方面,带动了国内整个行业。目前国内多家专业公司(包括三泳公司)研发的铝三价铬钝化和无铬钝化添加剂,尤其三价铬钝化毫不逊色于波音公司的3320及德国的SurTec650。这些替代产品的共同特点除环保外,其综合性能,尤其耐蚀性方面的表现均已超过铬酸盐化学转化处理的皮膜。


      5.2铬酸阳极化工艺已被硼硫酸阳极化工艺取代。在极端条件以及热带和海洋性环境气候条件下,武器装备及各种金属零件防腐的需要,近百年来,铬酸盐阳极化处理技术被厂泛应用,取代铬酸阳极化(CAA)的硫硼酸阳极化(SBAA)工艺技术波音公司早就研究应用了,只是我们没有得到专利授权不能用。直到2008年3月,由于与波音公司大飞机合作项目的签订,硫硼酸阳极化(SBAA)专利权人波音公司,正式开放此专利保护。


东方6+1奇偶走势图      我们认为,铝阳极化处理工艺发展至今已非常环保,典型工艺中硫酸阳极化(SAA)、 磷酸阳极化(PAA).混酸硬质阳极化(HCA)及瓷质阳极化都不含金属离子,而飞机制造业古老的铬酸阳极化(CAA),已被硼硫酸阳极化(SBAA)潜代了。 至此,铝的阳极化工艺真正变成了不产生重金属污染的环境友好型表面处理工艺。


      本人认为,尽管铝的功能性氧化膜研发方面硕过累累,但现实中对铝氧化膜功能性的利用还处于初期阶段,我们的产品设计工程师往往提不出或提不准对表面处理的要求,这一点与国外相差甚远。 期望日后,功能性阳极氧化膜能在各个行业得到广泛推广和应用。


本文网址:http://www.handstress.com/news/407.html

关键词:硬质氧化,铝氧化,铝阳极氧化

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