铝合金门窗的使用与维护
铝合金的基本常识介绍
铝表面阳极氧化--中和和水清洗
铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解,但却能溶于酸性溶液中,所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液,以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗,这种过程称为中和、光泽或出光处理。其工艺过程是制品在300-400g/L硝酸(1420kg/立方米)溶液中,室温下浸洗,浸洗时间随金属组成的不同而有差异,一般浸洗时间3-5分钟。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰,可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液,于室温下处理5-15秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L和氧化铬5-15g/L的溶液或氧化铬100g/L加硫酸(1840kg/立方米)10ml/L溶液中于室温下进行。各道工序间的水清洗,目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物,使下道工序槽液免遭污染,确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40-60度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理,所以这道清洗应特别认真,以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长,如停留30-40分钟,制品就需要重新蚀洗和中和。
铝表面阳极氧化--阳极化处理
铝制品表面的自然氧化铝既软又薄,耐蚀性差,不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中,部分基体金属发生反应,使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程,常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜,它们既薄吸附性又好,可进行着色和封孔处理,表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与阳极氧化膜相比,膜薄得多,抗蚀性和硬度比较低,而且不易着色,着色后的耐光性差,所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。
铝制品化学氧化工艺
1 碳酸钠铬酸钠氢氧化钠 45142 85-100 10-20 纯铝、Al—Mg、Al—Mn合金、灰色 膜层较疏松
2 磷酸铬酐氟化钠硼酸 551531 室温 10-15 各种铝合金、浅绿色 膜层较1的好
3 重铬酸钠铬酐氟化钠 3.5-43-3.50.8 室温 2-3 各种铝合金、深黄或棕色 溶液pH=1.5膜层较1的好
4 碳酸钠铬酸钠 3215 90-100 3-5 纯铝及含Mg、Mn和Si的合金、也可用于含Cu量少的合金、灰色 可做油漆底层
5 碳酸钠铬酸钠硅酸钠 47140.06-1 90-100 10-15 纯铝、Al—Mn(淡透明银色)、Al—Mg—Si硬状态、硬的Al—Si和Al—Mg合金,鲜明金属色 空隙少,不能很好的着色,不宜做油漆底层
6 铬酸钠氢氧化胺 0.129.6 70-80 20-50 各种铝合金、灰色有斑点 膜层似搪瓷
7 碳酸钠重铬酸钾 20.45 90-100 10-18 各种铝合金、灰色 可在酸溶液中发白
阳极氧化膜生成的一般原理
阳极氧化电解溶液的选择
阳极氧化膜生长的一个先决条件是,电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。适用于阳极氧化处理的酸性电解液见表-4。
表-4 氧化处理的酸性电解液
酸类 电离常数 形成电压 基膜颜色
硫酸 2×10-2(第二次电离的H+) 12-20 透明、无色
铬酸 30-40 不透明、带白色
磺基水杨酸 40-70 透明带灰色
氨基磺酸 30-40 带灰色
磷酸 1.1×10-2(第一次)7.5×10-8(第二次)4.8×10-13(第三次) 30-40 透明带白色
焦磷酸 1.4×10-1(第一次)1.1×10-2(第二次)2.9×10-7(第三次)3.6×10-4(第四次) 70-100 带白色
磷钼酸 100以上 阻挡层
硼酸 6.4×10-10 0-600 阻挡层
草酸 6.5×10-2(第一次)6.1×10-5(第二次) 40-60 带黄色
丙二酸 1.61×10-3(第一次)2.1×10-6(第二次) 80-110 带褐色
丁二酸 6.6×10-5(第一次)2.8×10-6(第二次) 120以上 白色到黄色
顺式丁烯二酸 1.5×10-5(第一次)2.6×10-7(第二次) 150-225 灰黄色
柠檬酸 8.4×10-1(第一次)1.8×10-5(第二次)4.0×10-6(第三次) 120以上 黄褐色
酒石酸 1.1×10-3(第一次)6.9×10-5(第二次) 120以上 黄褐色
苯二酸 1.26×10-3(第一次)3.1×10-6(第二次) 100以上 阻挡层
亚甲基丁二酸 麻蚀,40 干涉膜
乙醇酸(羟基醋酸) 1.54×10-4 麻蚀
苹果酸(羟基丁二酸) 4×10-4(第一次)9×10-6(第二次) 麻蚀,40 干涉膜
化学成分对阳极氧化的影响
组织结构对阳极氧化的影响
就铝合金本身而言,除了化学成分之外,对于阳极氧化质量影响较大的就是组织结构。而组织结构是由加工过程决定的,因此从铸造到加工成型整个生产工艺必须考虑最终产品表面的质量要求。
熔铸和均匀化过程中的冶金学变化
熔铸 铝在铸造过程中形成枝晶结构,枝晶大小取决于凝固速度。冷却太快形成细的柱状晶,靠近铸锭表面通常有一层柱状晶边沿区域,从结晶器壁向铸锭内部生长粗的枝晶。在挤压时铸锭的粗枝晶会在型材上留下条纹。这就是说由于凝固速度不同造成的结构差异,不可能在随后加工中完全消除。因此铸造过程应该充分考虑铸锭横断面上的结构均匀性,为此,热顶铸造及电磁铸造应运而生。
铸锭均匀化 共晶相质点位于树枝状晶的晶间,这些第二相质点的分散性与晶粒尺寸直接相关,晶粒细产生细的质点。在熔铸的凝固期间溶质元素的偏析引起合金化元素聚集。均匀化处理导致更加均匀一致的组织结构,从而导致最终产品的性能一致性。均匀化过程中要区分高固浓度元素和低固浓度元素,前者(如Si、Cu、Mg、Zn)可能会大量溶解,降低或消除偏析。低固浓度元素的初生质点主要是AlFeMnSi型金属间化合物,枝晶间的粗质点由于均匀化而被球化,在某些情形下也可能发生相变,形成次生的微细的弥散型质点。就6063合金而言,均匀化处理不仅针对Mg2Si的溶解,而且要考虑富Fe的β相的转化。
加工成型过程中的冶金学变化 较大的初生相质点通常是硬而脆的颗粒,通过冷或热成形加工被破碎,破碎的质点碎片重新分布。在破碎中,质点的厚度一般不变,而碎片的长度减少到厚度的两倍。由此可以看出,细晶胞结构的意义在于初生相质点本身相应细小,加工成型的结果造成更加均匀的分布。初生相质点位于晶粒和晶界,并延伸为线。变形率愈高,线靠得更紧密,而每一条线的质点数较少。在挤压时坯料表面与挤压筒间的摩察使金属变形呈复杂的流动状态,挤压材的表面大量来自于铸锭内部的金属,在某些位置(取决于模具的尺寸和形状)明显偏析的材料会流到挤压材的表面,从而在阳极氧化后产生条纹。以挤压为例,许多挤压参数在挤压过程中有待控制,以得到最佳表面质量。这些参数包括压余长度、坯料温度、挤压筒温度、挤压速度、模具设计和挤压后的冷却强度等.
表面状态对阳极氧化的影响
合金成分对铝合金阳极氧化会有影响吗?
浅谈铝合金的阳极氧化
钛膜表面阳极氧化层制备
铝及合金阳极氧化 着色及封闭现状和发展趋势
铝及其合金材料由于其高的强度/重量比,易成型加工以及优异的物理、化学性能,成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而,铝合金材料硬度低、耐磨性差,常发生磨蚀破损,因此,铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性,减少磨蚀,延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层,以显著改变铝合金的耐蚀性,提高硬度、耐磨性和装饰性能。
阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性,广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。然而,铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力,容易受污染 和腐蚀介质侵蚀,心须进行封孔处理,以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。
经营范围:经营成套铝合金材料表面处理、深加工;阳极氧化、铝合金五金零件等。尤其本公司研发的银色及金色着色工艺及不锈钢拉纹工艺、电抛光工艺,处于国内领先水平!
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