飾品鋁及鋁合金的陽極氧化的制備
鋁及鋁合金的陽極氧化就是在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐?以鋁或鋁合金的工件為陽極,以鉛或純鋁為陰極,在外加電流的作用下生成氧化膜的過程。
一般來說,鋁及其合金陽極氧化按其用途可分為裝飾性陽極氧化和功能性陽極氧化。裝飾性陽極氧化膜膜層均勻,色澤一致；功能性陽極氧化膜具有各種特殊的性能。硬質(zhì)陽極氧化就屬于功能性陽極氧化。鋁合金經(jīng)硬質(zhì)氧化后,得到的氧化膜厚度大,硬度高,耐磨性好,耐高溫,并且具有優(yōu)良的電絕緣性和耐蝕性。但是硬質(zhì)氧化膜一般呈灰黑色到黑色,裝飾效果較差,影響其使用。
通過對(duì)鋁合金進(jìn)行機(jī)械砂面和化學(xué)拋光等特殊預(yù)處理,以氧化膜的厚度、顯微硬度、色澤及均勻性等為指標(biāo),通過正交試驗(yàn)優(yōu)化得出了裝飾性硬質(zhì)陽極氧化膜的最佳工藝條件：電流密度為1.5A·dm-2,硫酸濃度150g/L,氧化溫度為4℃,陽極氧化時(shí)間為90min。由均值與極差分析可知,在最佳工藝下氧化膜的顯微硬度≥310HV,厚度≥18μm；各因素對(duì)膜厚與顯微硬度的影響次序依次為電流密度、氧化時(shí)間、硫酸濃度、氧化溫度。 對(duì)最佳氧化工藝進(jìn)行了驗(yàn)證,該工藝下生成的氧化膜呈深灰色；膜層連續(xù)、均勻；無色差；表面無缺陷。厚度為19.3μm,硬度為328HV,符合技術(shù)要求和均值分析。其硬度與厚度遠(yuǎn)優(yōu)于普通陽極氧化膜及未添加有機(jī)酸生成的氧化膜。
有機(jī)酸添加劑可以提高氧化膜生長(zhǎng)速度,增加氧化膜厚度,改善膜層的質(zhì)量,使其更加均勻致密。 對(duì)不同類型的氧化膜進(jìn)行了極化曲線、CASS試驗(yàn)等耐蝕性測(cè)試。測(cè)試結(jié)果基本一致：裝飾性硬質(zhì)陽極氧化膜的耐蝕性明顯優(yōu)于普通陽極氧化膜及未經(jīng)氧化的鋁合金,防護(hù)能力優(yōu)良。
氧化膜的耐蝕性隨氧化時(shí)間的延長(zhǎng)先提高后降低,隨氧化溫度的升高而下降。 通過SEM分析可知,飾性陽極氧硬質(zhì)裝化膜致密、均勻,膜孔相對(duì)較小；普通氧化膜的膜孔較大,均勻性也較差。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),氧化膜的孔徑變大,數(shù)量增多,溶液對(duì)氧化膜的侵蝕作用先減弱后增強(qiáng)。隨氧化溫度的升高,氧化膜膜孔的孔徑變大,孔洞數(shù)量減少,越容易受到溶液的侵蝕。
由劃痕試驗(yàn)可知,裝飾性陽極氧化膜的結(jié)合強(qiáng)度較大。時(shí)間對(duì)氧化膜的結(jié)合強(qiáng)度影響不大。隨著氧化溫度升高,氧化膜的結(jié)合強(qiáng)度下降。

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