6、表面状态对阳极氧化的影响 阳极氧化膜的外观与氧化之前的表面状态息息相关,而化学预处理(尤其是碱洗和化学抛光)决定着表面状态。当然,化学预处理后的表面状态本质上还是取决于基体的显微结构,金属间化合物的类型、大小和分布,以及晶粒尺寸及其取向。而这些又与合金成分及加工工艺有关。 6.1 碱腐蚀 在建筑用铝板和铝型材的阳极氧化中,碱腐蚀是最基本和最重要的预处理手段。碱腐蚀得到无光缎面的细致腐蚀表面,这是高比例漫反射的结果。表3为铝合金中金属间化合物颗粒在碱腐蚀时的电化学特性。不同的金属间化合物,甚至粒度不同的同一化合物也会有完全不同的电化学特性。铝合金中由于金属间化合物第二相的存在形成表面腐蚀坑的机理有两种:第二相作为阴极(如Al3Fe)使得颗粒周围的铝基体优先溶解;第二相金属间化合物颗粒相对于铝基体是阳极(如Mg2Si)而优先溶解。 铝合金中第二相金属间化合物的存在,不论其相对于铝基体是阴极还是阳极,在碱腐蚀时表面都会形成腐蚀坑,从而产生无光的漫散射表面。前者由于第二相周围的铝的局部溶解形成腐蚀坑;后者由于中间化合物的直接溶解而形成腐蚀坑。因此我们可以预计,化学或电解抛光的光亮效果很难在多相铝合金的阳极氧化后体现。 6.2光亮化预处理 光亮化表面处理的铝基体纯度应达到99.85%以上,因此需要注意生产的全过程,从氧化铝原料的质量、重熔铝锭的冶金过程,直到加工成型的所有工序如熔铸、挤压(或轧制)等。工业用光亮表面的铝合金虽已开发出来,但是不能不承认在化学抛光过程中,表面光亮度还是随铝纯度的提高而增加。图1系不同纯度的铝(99.98Al、99.95Al、99.90Al、99.85A1和99.50Al)其磷酸光亮化处理的镜面反射率与铁硅含量的关系,说明随着铁硅含量的增加镜面反射率下降。 Al99.90Mg与Al99.85Mg的纯度相差0.05%,表面光亮度一般相差大约10-15点(按0-100标尺,0和100分别是最低和最高镜面反射率),其主要原因在于铁与硅不能固溶在铝基体中。 合金中添加铜在磷酸抛光工艺中可以改善光亮度(比较表4中第2与第3行)。铜含量少到0.05%时对光亮度还具有肯定的正面作用。这并非是由于铝合金显微结构的变化所致,而是由于光亮化过程中铜的溶解并在表面上再沉积催化了阴极反应。这种正面作用在氟化物(氟化氢铵、氢氟酸和硝酸)抛光工艺中不会发生,因此铜的存在不会对氟化物抛光的光亮度有正面的影响。 表4 含0.8%-1.0%Mg的铝合金半成品采用两种不同。
