氧化膜質(zhì)量與各項工藝有何關(guān)系?
陽極氧化工藝條件的掌握與氧化膜質(zhì)量關(guān)系密切,這是因為工藝條件是根據(jù)不同的工藝配方,經(jīng)過一系列實驗而得出的,進行陽極氧化之前,對所指定的工藝條件均應(yīng)做到心中有數(shù),操作時應(yīng)嚴格按照工藝要求做。其中最基本,也是對質(zhì)量影響最敏感的因素有:溶液溫度、電壓和電流密度的控制范圍,陽極氧化時間、溶液攪拌方法、槽液體積電流密度和槽液體積與陽極氧化面積之比等等。在執(zhí)行這些工藝條件的過程中若有偏差,則陽極氧化膜的質(zhì)量將會受到明顯的影響,當(dāng)偏差過大時,還可能引起制件報廢,造成經(jīng)濟損失。
各項工藝條件超越控制范圍時,對陽極氧化膜質(zhì)量關(guān)系的影響程度,不同的癥狀現(xiàn)象以及糾正方法等有關(guān)技術(shù),在以下各問答題中分別進行探討。
陽極氧化時電壓如何控制?
電壓的調(diào)節(jié)要隨溶液溫度而定。溶液溫度較低時要采用規(guī)定上限的電壓,這是因為溶液溫度較低時所獲得的氧化膜致密,氧化膜電阻大,要加厚氧化膜必然要采取較高電壓,否則難以獲得正常的氧化膜質(zhì)量。溶液溫度較高時則相反,要降低電壓,否則會出現(xiàn)因所生成的氧化膜疏松而引起膜層溶液過快,難以獲得理想的氧化膜厚度。
例如:在無冷卻裝置的單位,夏季溶液溫度會接近極限溫度,如仍需繼續(xù)工作的,則電壓不可超過12V。而冬季溶液溫度低于極限溫度下限,此時電壓要升至高位值,如18V。
陽極氧化是放熱反應(yīng),當(dāng)工作量較飽滿時,溶液的溫度會逐漸上升,故要隨時測試,作為提供調(diào)節(jié)電壓的依據(jù)。若溫度繼續(xù)升高,此時電壓將至規(guī)范以下也難以保證質(zhì)量。此時應(yīng)停止生產(chǎn)。采取相應(yīng)措施予以降溫,待符合工藝要求時再進行加工。
陽極氧化時電流密度如何控制?
在正常的溫度條件下(20℃左右),除特種的工藝配方之外,一般鋁及其合金陽極氧化的電流密度控制在1——1.5A/dm2之間。
根據(jù)溶液的溫度、溶液濃度、制件形狀及其他有關(guān)工藝條件進行選擇。
在可能條件下,適當(dāng)提高電流密度有利于加速膜的生成速度,縮短陽極氧化時間,增加膜層的孔隙率,提高著色效果。但當(dāng)繼續(xù)升高電流密度時,陽極氧化過程中會增加受到焦耳熱的影響,膜孔內(nèi)熱效應(yīng)加大,局部溫升顯著,從而加快的氧化膜的溶解速度,成膜速度下降,遇到復(fù)雜件還會造成電流分布不均,影響著色效果。在制件表面還可能出現(xiàn)容易擦去的疏松氧化膜、或膜層發(fā)脆、開裂,或出現(xiàn)白色痕跡,嚴重時還可能引起燒蝕制件。
選擇合適的電流密度在一定范圍內(nèi)可加速膜的生長速度,但當(dāng)超過一定值后,成膜速度反而降低。
根據(jù)上述規(guī)律,為保證產(chǎn)品質(zhì)量及提高生產(chǎn)效率,可采取以下的方法。
在冷卻條件好、溶液能滿足強烈攪拌時,可采用電流密度的上限,以提高工作效率。
在既無冷卻裝置、又無強烈攪拌的條件下,雖然當(dāng)時溶液的溫度適中,電流密度仍要適當(dāng)控制,以防陽極氧化過程中因升溫過快而出現(xiàn)質(zhì)量問題,嚴重時還可能引起制件燒蝕。此時最有效的方法是降低體積電流密度。
陽極氧化制件表面積的正確估算,也是合理控制電流密度的重要條件,應(yīng)予以重視。
陽極氧化件深凹部位的表面應(yīng)與其它表面配送相同電流密度。