技術丨鋁型材陽極氧化封孔工藝優(yōu)化與維護-惠州富坤陽極氧化有限公司

鋁材常溫封孔質量的影響因素有：封孔液中的封孔物質鎳鹽、氟離子、封孔添加劑及其含量，這3個因素是決定鋁材封孔質量效果的關鍵性因素；溶液的PH值、溫度和封孔時間是影響鋁型材封孔質量的重要條件因素；而提高槽液的潔凈度、減小雜質的含量是鋁材封孔質量的重要保證，經過試驗表明，保證鋁材常溫封孔質量適宜生產工藝條件很重要。

封孔工藝的優(yōu)化

工藝流程一般工業(yè)上均采用如下的生產工藝流程：常溫脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽極氧化→二次水洗→封孔→二次水洗；

一、硫酸濃度優(yōu)化：生產實踐表明，當其它工藝條件不變時，隨著硫酸濃度的增大，陽極氧化過程中硫酸對氧化膜的溶解作用明顯加強，氧化膜孔錐度加大，封孔變得困難，因而封孔時間需要適當延長。一般情況下，硫酸濃度超過185g/L即對厚膜的染斑試驗產生明顯影響，但硫酸溶度過低，陽極氧化膜著色性能不佳，故實際生產中，需要權衡控制在合理范圍內。

二、鎳離子溶度優(yōu)化：封孔是通過鎳離子進入氧化膜孔、水解沉淀得以實現(xiàn)的。鎳氟體系常溫快速封孔的機理是溶解一沉積反應，反應產物（塞孔物質）主要由Ni（OH）、A1OOH、AlF3組成，是金屬鹽的水解沉積、水化反應和形成化學轉化膜三種作用的綜合結果。鎳離子填充速度直接影響封孔速度，其含量對封孔質量影響很大，鎳離子溶度越高，封孔質量越好。

但是常溫封孔對坯料擠壓色差掩蓋作用十分有限，含量過高氧化膜底色發(fā)青，色差明顯。故鎳離子濃度控制在1.0～1.3g/L為宜，實際生產中鎳離子在0.9g/L以上即可保證封孔質量。

三、氟離子溶度優(yōu)化：氟離子對氧化膜起電中和作用，膜表面電性轉負，有利于鎳離子向孔內擴散和水解。另一方面，氟離子半徑小，可以吸附在膜孔內，與孔壁的氧化膜反應生成氟鋁絡合物，從而使孔內鋁離子積累和PH升高，有利于Ni向膜孔內表面的遷移和水解，生產實踐表明，氟離子濃度在0.3～0.6g/L為宜，過高易起粉，過低則封孔不良。

同時在封孔過程中，氟離子消耗速度比鎳離子快，故需經常補充，但不推薦單獨添加氟化氨或NH4HF2，一則易造成槽液老化；二則易引起槽液PH起伏過大；三則添加物易與鎳離子起絡合反應造成實際補充到槽液中的游離態(tài)氟離子十分有限。

四、PH值優(yōu)化：提高槽液PH值，能有效降低氟離子消耗，促進鎳離子的吸收，封孔質量提高。但PH值太高時鎳鹽易水解，槽液渾濁嚴重，型材表面容易產生白灰，槽液PH值太低時，不足以造成鎳鹽水解，達不到封孔效果。依生產實踐，新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比較好，老槽PH控制在6.0-6.5為宜。

五、封孔溫度優(yōu)化：溫度太低時，F(xiàn)與氧化膜反應弱，不足以引起鎳鹽水解，影響封孔效果，常溫封孔槽冬天一般也需要加溫維持在一定溫度。正常情況下，封孔溫度越高，封孔時間可以適當縮短。老槽或者氟離子含量低于0.3g/L槽，往往需要加熱到30℃以上才能正常封孔。依生產實踐，當封孔溫度低于25℃或高于35℃均會出現(xiàn)封孔不良。

六、封孔時間優(yōu)化：封孔先做的部位是氧化膜膜口處，隨時間增加，逐漸深入膜孔內部從而完成封孔，在整個封孔過程中，前半段時間封孔速度快，后半段時間封孔速度慢。

依生產實踐，白料、噴砂料、色料封孔時間存在較大差異，不能一味根據膜厚高低按比例分配封孔時間，尤其是古銅料和黑料，雖然氧化膜膜底會沉積3-8UM著色微粒，但過短的封孔時間會造成脫色黏膠危險。封孔時間稍長即容易起灰，需要車間操作者根據實際情況決定封孔時間。由于現(xiàn)代添加劑的發(fā)展，目前市場上已出現(xiàn)長時間（30分鐘）封孔不起灰的封孔劑，這對自動化生產十分有利。

七、陳化過程優(yōu)化：封孔過程中氧化膜根部未完全封閉，需要陳化一段時間。正常工藝條件下，封孔后自然陳化1-3天內即可達到國家標準，但是自然封孔膜抗熱裂性能不佳，部分厚膜料在外暴曬一段時間即會出現(xiàn)明顯裂紋。采用熱純水陳化能顯著提高氧化膜熱裂性，熱純水電導率不大于50；溫度60-80℃；時間1um/min；熱水洗溫度對表面質量影響比較明顯，過高的陳化溫度會起灰。

陽極氧化添加劑使用及氧化車間管理

槽液調整工作槽液要每天分析，產量大時要每班分析。要嚴格按工藝要求補加藥品。在條件允許的情況下，工藝參數的波動范圍要盡量小。

1．添加劑的作用:1.1 使用添加劑可使槽液穩(wěn)定。如：堿蝕添加劑可以防止草葉結垢；著色添加劑可以防止Sn2 氧化。1.2 可使型材表面反應均勻。1.3 可提高反應速度。1.4 提高電解液的導電性

2．新槽液的配制:配制新槽液的步驟如下：1）加水至槽體的2/3～3/4（有的需要加熱至工作溫度）。2）開啟攪拌或循環(huán)。3）加入化學藥品。a. 按順序添加b. 固體藥品需溶解后加入4）攪拌或循環(huán)0.5～1小時，靜止2小時后分析槽液。

下面以配制錫鎳混鹽槽為例加以說明（藥品按加入順序添加）。

⑴ 加水至槽體的2/3～3/4；

⑵ 開啟攪拌或循環(huán)；

⑶ 將硫酸（98%）按16g/L加入；

⑷ 將BY-C11B（固體）在溶解罐中或水桶中用純水或槽液溶解，按16g/L加入；

⑸ 將NiSO4·6(H2O)在溶解罐中或水桶中用純水或槽液溶解，按18g/L加入；

⑹將硫酸亞錫在溶解罐中或水桶中用槽液溶解，按10g/L加入；

⑺ 在攪拌或循環(huán)狀態(tài)下，緩慢加入去離子水至液位。

說明：① 硫酸可以直接加入，說明注意事項；② 用槽液溶解藥品是為了防止水解產生沉淀；③ 緩慢加水為的是防止局部沉淀。

3．槽液維護

3.1 槽液分析

3.2 槽液調整工作槽液要每天分析，產量大時要每班分析。要嚴格按工藝要求補加藥品。在條件允許的情況下，工藝參數的波動范圍要盡量小。

調整槽液加藥時，要開攪拌，加固體藥品時，要先將藥品溶解后再加入。著色槽藥品要用槽液溶解。

3.3 pH值的調整

調整槽液pH值用的酸或堿要配成3%～5%的稀溶液。

3.4 對清洗水的要求

清洗水槽要保證其工藝要求的pH值及清潔度，以防止將雜質帶入工作槽。

3.5 工作槽的維護

著色槽不用時要加蓋，以防止其他槽液進入。停產時，堿洗槽要保持40℃左右的溫度。

3.6 倒槽清理

工作槽產生沉淀物要定期倒槽清理。

手機外殼陽極氧化做好必須把控哪幾點？

隨著鋁制品加工的發(fā)展，鋁制品表面處理的代表-陽極氧化越來越受到手機行業(yè)的關注。如蘋果推出的Iphone6S：通過表面陽極氧化處理，既能得到很高的硬度，又能得到天空灰、玫瑰金等效果。

經陽極氧化處理獲得的氧化膜，厚度一般在5-20um，硬質陽極氧化膜厚度可達60-2500um。為什么諸如蘋果、華為、小米等手機巨頭如此青睞陽極氧化，我們來具體看看陽極氧化能夠帶來什么？

一．陽極氧化膜能帶來什么？

1、較高的硬度

陽極氧化膜的硬度比鋁基體高得多：基體的硬度為HV100左右,普通陽極氧化膜的硬度約HV300,而硬質陽極氧化膜可達到HV500左右。

陽極氧化膜不僅硬度較高，而且有較好的耐磨性，尤其是表面層多孔的氧化膜具有吸附潤滑劑的能力，還可進一步改善表面的耐磨性能。

2、較高的耐蝕性

一般認為，汗水腐蝕性非常強，很多金屬很容易被汗水腐蝕。而陽極氧化膜耐腐蝕性強，因為它是氧化物，不導電，即使沾到汗?jié)n腐蝕也很慢。

經測試，純鋁的陽極氧化膜比鋁合金的陽極氧化膜耐蝕性好。這是由于合金成分夾雜或形成金屬化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不連續(xù)或產生空隙，從而使氧化膜的耐蝕性大為降低。所以，一般經陽極氧化后所得的膜必須進行封閉處理，才能提高其耐蝕性能。

硬質氧化的工作原理是什么樣的

硬質氧化的工作原理是什么樣的？開封紅谷為您詳細介紹一下硬質氧化的工作原理。希望對您有所幫助。

鋁合金應制氧機氧化原理，就是在電場的作用下，加速鋁合金表面氧化膜的形成即可鉛版作陰極，鋁合金制作陽極，稀硫酸溶液做電解液，當通過直流電時，h 便向陰極移動，產生陰極反應：

4H2 4e=2H2↑

而OH-便向陽極運動產生陽極反應：

4OH－－4e=2H2O 2O↑

當在陽極上失去多余的電子，所析出的氧呈原子狀態(tài),由于原子狀態(tài)的氧要比分子狀態(tài)的氧更為活潑，更易與鋁起反應：

2A1 3O→A12O3

上述—反應在鋁和鋁合金制件表面是均勻地，同時進行地。

氧化膜隨著通電時間的增加，電流增大而促使氧化膜增厚。與此同時，由于（Al2O3）的化學性質有兩重性，即它在酸性溶液中呈堿性氧化物，在堿性溶液中呈酸性氧化物。無疑在硫酸溶液中氧化膜液發(fā)生溶解，只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度，氧化膜才有可能增厚，當溶解速度與生成速度相等時，氧化膜不再增厚。當氧化速度過分大于溶解速度時，鋁和鋁合金制件表面易生成帶粉狀的氧化膜。

硬質陽極氧化的電解液時在-10℃～ 5℃左右的溫度下電解。由于硬質陽極氧化所生成的氧化膜層具有較高的電阻，會直接影響到電流強度的氧化作用。為了取得較厚的氧化膜，勢必要增加外電壓，其目的是為了消除電阻大的影響，而使電流密度保持一定，但電流較大時會產生激烈的發(fā)熱現(xiàn)象，加上生成氧化膜時會放出大量的熱量，使零件周圍電解液溫度劇烈上升，溫度上升將會加速氧化膜的溶解，使氧化膜無法變厚。另外，發(fā)熱現(xiàn)象在膜層與金屬的接觸處嚴重，如不及時解決，加工零件的局部表面會因溫度上升而被燒壞。

解決辦法，就是采用冷卻設備和攪拌相結合。冷卻設備使電解液強行降溫，攪拌是為了使整槽電解液溫度均勻，以利于獲得較高質量的硬質氧化膜。