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表面处理阳极工艺 (2)


4.药品R105:硼砂(Na2B2O4,<25%)、
程。
焦磷酸钠(Na3PO4,<45%)。
(RCOO)3C3H5+3NaOH→3RCOONa+C3H5(OH)3
(注:硼砂、焦磷酸钠既是助洗剂, 若R=17,即为硬脂酸钠(肥皂),硬脂酸钠能溶
也作为缓蚀剂,可抑制金属表面被 腐蚀。)
于水,是一种表面活性剂,对油脂溶解起促进
操作条件:(一阳) 1.硫酸(H2SO4)浓度: 200±5g/L 2.温度:19±1℃ 3.时间:30min 4.电压:15V 5.电流密度:1A/dm2
步骤: 1.氧化前水洗。 2.阳极氧化(30min)。 3.水洗(30±5S) 4水洗(30±5S) 5水洗(30±5S)
阳极氧化原理
铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于 外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的 过程.阳极氧化如果没有特别指明,通常是指硫酸阳极 氧化。
退遮蔽
操作条件: 1.退遮蔽清洗剂:S-02(脱漆 剂)。 2.温度:80±2℃。 3.时间:17.5±2.5min。 4.PH值:1-3。 5.超音波开启。
步骤: 1.去遮蔽(17.5±2.5min) 。 2.热水洗(15±5S,温度70±5 ℃)。 3.水洗(30±5S)。 4.水洗(30±5S)。
机械抛光包括磨光、抛光、镜面抛光以及滚光、刷光等机械操 作。
电化学抛光又称电解抛光,是一种常用的获得光亮平整的方法, 尤其适合铝合金零部件的镜面抛光。
抛光处理机械抛光源自化学抛光 电化学抛光关于化抛的应用
剥黑膜
操作条件: 1.HNO3浓度(体积比25%— 35%)。 注:硝酸浓度在80%一下, 不和铝发生反应。 2.时间:60s 3.温度:常温
在机械冷加工过程中使用的切削油,冷却液,磨削用的油膏等附着在 工件表面,造成阳极氧化槽液的污染,也造成氧化膜成长不均,疏松, 质量大大下降。同时会影响后面的染色不均,染不上色等等问题。
2.脏污来源分析?
加工类型
机械冷加 工
加工方式
切削加工 粗磨
精磨、研磨、抛光 冷轧加工
冷压加工(拔丝、拉 伸、冲压)
和多孔层所组成。阻挡层是薄而无孔的,而多 孔层则由许多六棱柱体的氧化物单元所组成, 形似蜂窝状结构。每个单元的中心有一小孔直 通铝表面的阻挡层,孔壁为较致密的氧化物。 氧化物单元又称膜胞,图26—3所示是铝在4% 磷酸中120V电压下形成的氧化膜结构模型。
阳极后处理
通过染色,封孔等工艺,获得良好的外观及质量。
图二中C区:氧化膜孔隙的形成可通过电渗现象来解释(图 一)。部分孔壁水化氧化膜带负电,
新鲜的酸溶液从孔中心直人孔底,在孔底处因酸溶液的溶 解而形成富Al3+的液体,带正电。在电场作用下发生电渗 流,使富Al3+液体只能沿孔壁向外流动,而新鲜溶液又从 中心向底部补充,使孔内液体不断更新,结果孔底继续溶 解而加深。沿孔壁向外流动的高Al3+液体对膜已失去溶解 能力,因此随氧化时间的延续,使孔不断加深,逐渐形成 多孔层。
作用。
步骤:
1.脱脂。(时间3min) 2.水洗。(时间30±5s)
3.水洗。(时间30±5s)
(注意:脱脂后要用水将工件表面 清洗干净,否则残留的油污会影响 阳极氧化膜的质量。)
2.乳化作用:矿物油或其他不可皂化油是不能 用碱皂化的,但它们在表面活性剂的作用下能 被乳化而形成乳浊液而除去。乳化是使两种互 不相溶液体中的一种呈极细小的液滴分散在另 一种液体中形成乳浊液的过程
粘附的污垢 金属屑、粉粒(尘)、润滑冷却液
磨料粉尘、磨屑、润滑冷却液 磨料粉尘、油膏
氧化皮、粉尘、润滑油
油脂
脱脂
操作条件:
脱脂原理
1.脱脂槽液浓度55±5g/L。 2.温度:55±5 ℃。 3.时间:1.5±0.5min。
1.皂化作用:皂化反应是皂化油与除油液中的 碱性物质发生化学反应而生成肥皂和甘油的过
阳极线工艺流程
脱脂
预浸
化抛
剥黑膜
阳极 氧化
酸洗
剥黑膜 染色
脱脂 封孔
退遮蔽 烘干
阳极前预处理阶段
1.通过脱脂、化抛、剥黑膜等处理,去除其表面的油 污、脏物、氧化皮、重金属杂质等,使铝基体裸露出 来,为阳极氧化创造良好的环境。
脱脂
预浸
化抛
剥黑膜
剥膜黑
脱脂
退遮蔽
脱脂(也称除油)
1.为什么进行脱脂处理?
1.严格控制PH值5.2-5.5,过酸过碱都可能 使染料变性。
2.染色槽温度因保持稳定。 3.注意及时补充染料,保证浓度。 4.染色应该在阳极后立即进行,不能间隔
太久。在氧化后,要仔细用冷水(避免 温度升高,膜自动封孔)清洗掉残留酸 液。 5.染色前不得用手接触工件,任何油污, 液体吸附在氧化膜上都会影响染色的质 量。
(2)脱脂后水洗不足,工件上有残留液,也会造成氧 化膜质量下降,染不上色,块状白斑出现。
(3)化抛后光泽度无法达到管控要求,原因:化抛槽 液的浓度太低或者槽液已经变质。(更换槽液)
(4)剥黑膜后水洗一定要将残留的酸液清洗干净,否 则残留的NO3-会污染阳极槽液,使氧化膜变得疏松。
阳极氧化
氧化膜層
操作条件 1.温度40±2℃ 2.PH值5.2-5.5 3.染料浓度
BK420∶BK411=1∶1 (g/L) 4.PH稳定剂5ml/L 步骤 1.染色120-360s。 2.水洗30s。 3.检查色差。 4.水洗30s。 5.水洗30s。
染色
染色工艺分析
作用
去除logo,iphone上面覆盖的 油墨层,方便后面的阳极氧化。
使用药品:S-02除油除蜡剂, 成分:三乙醇胺(调整PH 值)、乙二醇单丁醚、醋酸、 柠檬酸(10%)
注意:去遮蔽后要先用热水清 洗,
阳极前预处理问题点分析
(1)脱脂未脱干净,工件表面仍有油污,会造成阳极 氧化时氧化膜酥松,质量下降,致使后面染不上色或 造成大块白斑。
这一过程伴随着膜的溶解,使铝表面形成大量的小孔:
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
3.
阳极氧化膜的生长过程
铝及铝合金在阳极氧化过程中,氧化膜的电化学生成和化学溶解是同时发生的,(1) 开始阶段,膜的生成速率>溶解速率,膜层不断变厚;(2)慢慢的,由于生成的氧化 膜具有绝缘性,电阻增大,电流密度减小,膜的生成速率减慢,当生成速率=溶解速率 时,膜层不在增厚。
步骤: 1.剥黑膜(1min)。 2.水洗(30±5S) 3.水洗(30±5S) 4.光泽抽测(光泽度管控 55—70)
1.作用原理
在磷酸化抛后,会使工件表面残留一层黑 灰色的膜(铜、镍、锰、铁、硅等不溶于 磷酸的金属)之后用硝酸处理:
3A+8HNO3=3A(NO3)2+2NO+4H2O
C12H25— —SO3Na) (2)阳离子表面活性剂:铵盐、季铵盐,去污较差,但杀菌强,高效抗静电剂。 (3)两性表面活性剂。 (4非离子型表面活性剂:不电离、稳定性好,在金属表面不吸附,容易清洗,
残留液少,水洗性好,最理想的金属工件清洗剂。
化抛
操作条件: 1.槽比重1.68-1.74(磷酸浓 度85 ﹪)。 2.温度:82±5 ℃。 3.时间:50-100S。 4.化抛后光泽管控:55—70。
氧化膜的孔隙作用
1.多孔膜:具有良好的吸附性,阳极后可染成各种颜色,获得良好的装饰性外观。 2.多孔膜的厚度可达0.5-250um,孔隙率12%—30%,面密度大约(4—5)*108个/mm2。
电解液
硫酸15%(质量 分数)10℃
草酸25℃
铬酸50℃
磷酸25℃
电压/V
15 20 30 20 40 60 20 40 60 20 40 60
二阳重复一次)。 4.水洗(30s)。
1.为什么要进行染色前处理? Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因Al2O3為
無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不 易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具 無/有機物質化性的即“界面活性剂,以利Al2O3 染料結合。 2染色前处理原理
染色前處理原理圖 表面活性物質
步骤: 1.预浸。(处理时间10s,常 温,槽液为旧的化抛槽液) 2.磷酸化抛。(注意控制温度 82±5 ℃ ) 3.热水洗。(时间15±5s) 4.水洗。(时间30±5s) 5.水洗。(时间30±5s)
化抛原理:
AL2O3+2H3PO4=2ALPO4+3H2O
2AL+2H3PO4=2ALPO4+3H2
染色前处 理
染色
封孔
烘干
染色前处理
操作条件 药品:R400 浓度50±5g/L 温度:25±2℃ PH值:1.8-3 R400成份(氨基磺酸50%、
烟酸20%、醋酸钠25%、 碳酸氢钠5%)
步骤 1.超音波染色处理
(5min)。 2.水洗(30s)。 3.重复(一阳重复1.2两次,
氧化膜的成长示意图
电流密度一定,电压随时间的关系
Al2O3.H2O
多孔層
A
B
阻擋層
C
鋁基件
分析致密的无空层A区、多孔层C区的形成:
新鲜的酸溶液 富Al3+的液体
负电
图一
图二
图二中A区:在通电后几秒中,就会在铝表面生成一层致密 无孔的氧化膜,也称之为阻挡层;特点:坚硬,牢固。
图二中B区 膜孔的出现 阳极电压达到最大值后开始有所下 降,这时由于阻挡层膨胀而变得凹凸不平,凹处电阻较小而 电流较大,在电场作用下发生电化学溶解,以及溶液侵蚀的 化学溶解,凹处不断加深而出现孔穴,这时电阻减小而电压 下降。
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