Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,报告：,单位：技术服务部,2013,年,1,月,9,日,阳极工艺,阳极工艺,1,表面处理阳极工艺课程课件,2,阳极,1.,阳极简介及工艺流程。,2.,主要工艺参数。,3.,品质要求。,5.,工艺问题分析。,4.,阳极设备及挂具。,阳极1.阳极简介及工艺流程。2.主要工艺参数。3.品质要求。,3,阳极氧化简介,1.,阳极氧化：铝及其合金等工件做阳极，铅或石墨等耐腐蚀导电材料做阴极，在一定浓度（如硫酸、草酸、铬酸等）的导电溶液中，通过外加电压、电流作用，使其表面生成一层一定厚度（,8-12um),具有良好的力学性能、硬度、耐腐蚀、耐磨性、绝缘性、吸附性等特性的氧化铝膜。,阳极氧化简介1.阳极氧化：铝及其合金等工件做阳极，铅或石墨等,4,阳极线工艺流程,脱脂,预浸,化抛,剥黑膜,退遮蔽,脱脂,剥黑膜,阳极氧化,酸洗,染色,封孔,烘干,阳极线工艺流程脱脂预浸化抛剥黑膜退遮蔽脱脂剥黑膜 阳极氧化酸,5,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,退遮蔽,脱脂,剥膜黑,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,6,脱脂（也称除油）,1.,为什么进行脱脂处理？,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,加工方式,粘附的污垢,机械冷加工,切削加工,金属屑、粉粒（尘）、润滑冷却液,粗磨,磨料粉尘、磨屑、润滑冷却液,精磨、研磨、抛光,磨料粉尘、油膏,冷轧加工,氧化皮、粉尘、润滑油,冷压加工（拔丝、拉伸、冲压）,油脂,脱脂（也称除油）1.为什么进行脱脂处理？加工类型加工方式粘附,7,脱脂,操作条件：,1.,脱脂槽液浓度,55,5g/L,。,2.,温度：,55,5,。,3.,时间：,1.5,0.5min,。,4.,药品,R105,：硼砂,(Na,2,B,2,O,4,，,25%),、焦磷酸钠,(Na,3,PO,4,，,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。,氧化膜的成长示意图 电流密度一定，,17,分析致密的无空层,A,区、多孔层,C,区的形成：,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,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,Al,3,的液体，带正电,。在电场作用下发生电渗流，使富,Al,3,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,Al,3,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。,图二,图一,新鲜的酸溶液,富,Al,3,的液体,负电,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。,分析致密的无空层A区、多孔层C区的形成：图二图一新鲜的酸溶液,18,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（,45,）*,10,8,个,/mm2,。,注：从上面的数据中可以得出结论（,1,）与其它酸相比，采用硫酸阳极时，膜孔隙数多，吸附性好；（,2,）当条件一定时，电压越低，生成的膜的孔隙数越多，吸附性越好。,从电子显徽镜观察证实，阳极氧化膜由阻挡层和多孔层所组成。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,263,所示是铝在,4,磷酸中,120V,电压下形成的氧化膜结构模型。,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,孔隙数,10,8,个,/cm2,772,518,277,357,116,58,228,81,42,188,72,42,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,19,阳极后处理,通过染色，封孔等工艺，获得良好的外观及质量。,染色前处理,染色,封孔,烘干,阳极后处理染色前处理染色封孔烘干,20,染色前处理,操作条件,药品：,R400,浓度,505g/L,温度：,252,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，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,染色前处理操作条件1.为什么要进行染色前处理？,21,染色,操作条件,1.,温度,402,2.PH,值,5.2-5.5,3.,染料浓度,BK420BK411,11,（,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,。,染色工艺分析,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。,染色操作条件染色工艺分析,22,封孔,操作条件,1.,药品：,R500,浓度,7-12g/L,2.,温度：,955,3.PH,值：,5-6,4.,封孔时间,25min,步骤,1.,封孔（,25min,）,2.,水洗,30s,3.,水洗,30s,（抽检色差）,4.,超音波热水洗（,6010,，,2min,）,封孔原理,1.,高温沸水封孔，氧化铝结合水分子形成水合物，形成晶体；,80,，生成,AL,2,O,3,.,H,2,O;,Al2O3,十,H2O 2AlOOH Al2O3H2O,80,生成,AL,2,O,3,.,3H,2,O,Al2O3,十,3H2O 2AlOOH,十,2H2O Al2O3 3H2O,水合物体积膨胀，增加,33%,或,100%,，从而使膜孔封闭。,2.,醋酸镍封孔剂的填充，在,80-100,的沸水中，,(CH3COO)2Ni,发生水解，生成氢氧化镍,Ni(OH)2,沉淀。填充并附着在膜孔上，从而达到封闭效果。,封孔操作条件封孔原理,23,封孔工艺分析,1.,温度影响，,80,生成,AL,2,O,3,.,H,2,O,；生成,AL,2,O,3,.,3H,2,O,，前者的稳定性，耐磨性优于后者。,2.PH,值的影响：,PH,5.5,，封闭速率急剧下降；,PH,4,时，几乎无封闭作用；但,PH,6.5,，就容易在其表面产生白色粉状沉淀。（,PH,值可用氨水、氢氧化钠、醋酸等来调节）,3.,采用蒸馏水的封闭要比自来水封闭效果好得多，自来水中的,CL,-,、,SO,4,2-,、,PO,4,3-,、,SiO,3,2-,等会抑制封闭过程，产生有害影响。,封孔工艺分析1.温度影响，80生成AL2O3.H2O；,24,烘干,操作条件,1.,设备烘箱,2.,温度,70,3.,时间,20min,步骤,1.,烘干前热纯水洗（,705,，,30s,）,2.,烘干（烘箱温度,70,）。,烘干,1.,将产品放入烘箱内，烘箱温度,设定,70,。封箱温度不能太高，否则膜易产生裂纹。,2.,烘干前必须用热水洗，提高工件的温度，避免工件因过冷而产生裂纹。,烘干操作条件烘干,25,三,.,陽極設備及挂具,陽極 生產線（槽體，天車，水電供排水系統）,整流器,冰水機,烘干設備,鈦挂具,抽風裝置,三.陽極設備及挂具陽極 生產線（槽體，天車，水電供排水系統,26,陽極生產線主線,陽極生產用的挂具,陽極生產線主線陽極生產用的挂具,27,