可知各个铝合金系的阳极氧化特性是不同的。这是由于合金元素在阳极氧化中起的作用不同引起的,而且这种作用往往是通过其金属间化合物在阳极氧化中的不同化学行为体现的。表2所示为铝合金中常见的金属间化合物。这些金属间化合物大体分为三类:第Ⅰ类金属间化合物在阳极氧化中不发生变化并掺杂到氧化膜中;第Ⅱ类金属间化合物在阳极氧化中以比铝慢或相似的速度氧化并掺杂(或溶解)到氧化膜中;第Ⅲ类金属间化合物在阳极氧化中以比铝快的速度氧化并掺杂(或溶解)到氧化膜中。 对于无色透明的阳极氧化膜而言,光学透明度和结构均匀性是最基本的要求,因此了解金属间化合物相在阳极氧化过程中的化学行为就更加重要了。在铝合金阳极氧化过程中,第Ⅰ类金属间化合物质点本身不变化而加入到氧化膜中,膜中的第二相金属间化合物成为光吸收或光反射中心,必然会降低膜的透明度甚至使膜变灰。第Ⅱ和第Ⅲ类质点还与质点的大小有关,同一质点超过某一尺寸(取决于质点类型和阳极氧化条件)不可能完全氧化或溶解,就归人第Ⅱ类;如果质点极小可能属于第Ⅲ类,此时溶解速度大于铝,则氧化膜中可能不存在第二相质点,有利于膜的透明性。透明度最高的氧化膜是在高纯铝或高纯的AlMgSi合金上形成的,也就是说不存在任何金属间化合物,或者第二相已经优先溶解掉。合金的硅含量和热加工过程是比较重要的因素,以Al-Mg-Si系合金为例,Fe和Si首先与Al生成AlFeSi金属间化合物,多出的Si生成Mg2,再过剩的Si以单质存在或溶于铝基体中。适合于透明氧化膜的硅含量是有非常严格限制的,浓度高时以元素硅的形式占优势,而浓度低时以Al(Fe,Mn)Si相占优势,它们都使得氧化膜变灰。
合金成分与组织结构对铝合金阳极氧化的影响 前言 铝合金与纯铝的阳极氧化特性的差异实际上反映了合金元素与杂质元素的巨大作用,同时也反映了组织结构和表面状态的巨大影响。阳极氧化过去大量应用于Al-Mg-Si系6063变形铝合金挤压型材上。如将与6063合金相同的阳极氧化工艺用在Al-Cu系2024合金或Al-Zn-Mg系7075合金上,就会遇到一些困难;如果用于高硅的压铸铝合金,问题就会更大。阳极氧化工作者如果对铝合金的金属学不太熟悉,则对于由铝合金本身引发的阳极氧化膜的缺陷常常会束手无策。
铝合金系的表示方法 国际上有据可查的变形铝合金牌号已达400个;我国1996年的新版国家标准GB/T3190-1996提出了143个牌号的铝合金。 GB/Tl6474-1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”,按照国际牌号注册组织的命名原则,以所含主要合金元素将变形铝合金分成8个系列
[1],现简单介绍如下(【】中系杂质的容许最高含量):
① 1 x x x系是纯度不小于99.00%的纯铝。牌号最后两位数字表示铝含量小数点后两位的最低值,如1080和1060分别表示铝含量大于99.80%和99.60%;牌号的第二位表示原始纯铝的改型,如1200是铝含量大于99%(Si+Pe≯1%)的改型合金;
② 2 x x x系是Al-Cu系。牌号最后两位数字表示该系合金的序号,如2011是Al-5Cu-【0.4Si-0.7Fe-0.3Zn】;2014是Al-(3.9-5.0)Cu-(0.5-1.2)Si-【0.3Fe-0.25Zn】;
③3 x x x 系是Al-Mn系。如3103是Al-(0.9-1.5)Mn-【0.7Fe-0.5Si-0.3Mg-0.2Zn-0.1Cu-0.1Cr】;3105是A1-(0.3-0.8)Mn-0.6Si-(0.2-0.8)Mg-【0.7Fe-0.3Cu-0.4Zn-0.2Cr】;
④ 4 x x x 系是Al-Si系。如4043是Al-(4.5-6.0)Si-【0.8Fe-0.3Cu-0.2Ti】;
⑤5 x x x 系是Al-Mg系。如5005是A1-(0.5-1.1)Mg-【0.7Fe-0.3Si-0.25Zn-0.2Cu-0.2Mn-0.1Cr】;5056是Al-(4.5-5.6)Mg-(0.05-0.2)Mn-【0.4Fe-0.3Si-Cr】;5083是Al-(4.0-4.9)Mg-(0.4-1)Mn-【0.4Fe-0.4Si-0.25Zn】;5251是Al-(1.7-2.4)Mg-(0.1-0.5)Mn-【0.5Fe-0.4Si-0.15Cu,Cr,Zn,Ti】;
⑥ 6 x x x系是A1-Mg-Si系。如6061是Al-(0.8-1.2)Mg-(0.4-0.8)Si-【0.7Fe-0.25Zn-0.15Mn,Ti】;6063是A1-(0.45-0.9)Mg-(0.2-0.6)Si-【0.35Fe】;6082是A1-(0.6-1.2)Mg-(0.7-1.3)Si-(0.4-1.0)Mn-0.25Cr-【0.5Fe-0.2Zn】;
⑦ 7 x x x 系是A1-Zn-Mg系。如7020是Al-(4-5)Zn-(1-1.4)Mg-(0.05-0.5)Mn-【0.4Fe-0.35Si-0.2Cu】;
⑧ 8 x x x 系是其它合金,如A1-Li合金。
各种铝合金的阳极氧化特性 铝合金阳极氧化可以有不同的目的:以提高铝基体耐蚀性为主的保护性阳极氧化;以外观为主要目的之装饰性阳极氧化;以工程应用表面耐磨为目的硬质阳极氧化;有时还要求阳极氧化膜的着色性或保持原表面的光亮程度。一种合金不可能适合所有的阳极氧化类型;任何一种阳极氧化也不会适合所有合金。表1简要说明不同铝合金系及其主要合金牌号对于各种类型阳极氧化的适应性(顺序为极好、很好、好、中、不可)。
