Xử lý quá trình oxy hóa anod cứng, tên đầy đủ.Mục đích chính của anodized cứng của hợp kim nhôm là cải thiện các tính chất của nhôm và hợp kim nhôm, bao gồm khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn, chịu thời tiết, cách nhiệt và hấp phụ. Nó phù hợp cho cả hợp kim nhôm biến dạng và có thể cho các bộ phận hợp kim nhôm đúc áp lực.
1. Giới thiệu Quy trình:
Nói chung, độ dày của màng anodized cứng được yêu cầu là 25-150 um, Tuy nhiên, độ dày của màng anodized cứng chủ yếu là 50-80 um. Trong khi độ dày màng nhỏ hơn 25um, nó được sử dụng cho các liên kết răng và các bộ phận xoắn ốc. Độ dày của màng oxit anốt để chống mài mòn hoặc cách nhiệt là khoảng 50um. Trong một số điều kiện công nghệ đặc biệt, cần phải sản xuất màng oxit anốt cứng có độ dày hơn 125um. Nhưng phải lưu ý rằng màng oxit anốt càng dày thì độ cứng vi mô của lớp ngoài của nó càng giảm và độ nhám của bề mặt lớp phim có thể tăng lên. Bể anot hóa cứng, nói chung, dung dịch axit sunfuric và axit sunfuric bổ sung các axit hữu cơ, chẳng hạn như axit oxalic, axit sulfamic, v.v. Ngoài ra, quá trình xử lý anod hóa cứng có thể đạt được bằng cách giảm nhiệt độ anod hóa hoặc nồng độ axit sulfuric. Các biện pháp anốt hóa đặc biệt cũng có thể được xem xét đối với các hợp kim nhôm bị biến dạng có hàm lượng đồng lớn hơn 5% hoặc hàm lượng silic lớn hơn 8% hoặc đối với các hợp kim nhôm đúc có áp suất silic cao. Ví dụ, đối với hợp kim nhôm sê-ri 2XXX, để tránh hợp kim nhôm bị đốt cháy trong quá trình ôxy hóa anốt, có thể sử dụng axit sunfuric 385g / L cộng với axit oxalic 15g / L làm dung dịch điện phân, mật độ dòng điện cũng nên được tăng lên hơn 2,5A / DM.
2. Phương pháp quy trình:
Có nhiều phương pháp điện phân anốt cứng, chẳng hạn như axit sulfuric, axit oxalic, propylen glycol, axit sulfosalicylic và các muối vô cơ và axit hữu cơ khác. Nguồn cung cấp có thể được chia thành DC, AC, AC và DC chồng chất, nguồn xung và nguồn xung chồng chất, được sử dụng rộng rãi trong quá trình oxy hóa anốt cứng sau đây.
(1) phương pháp anot hóa cứng bằng axit sunfuric;
(2) phương pháp anốt hóa cứng bằng axit oxalic.
(3) Quá trình oxy hóa anot cứng loại axit hỗn hợp
Trong số đó, phương pháp axit sunfuric được sử dụng rộng rãi như một phương pháp oxy hóa cứng.
3. Nguyên tắc của anodized cứng
Không có sự khác biệt cơ bản giữa nguyên tắc oxy hóa anot cứng bằng axit sunfuric đơn giản và quá trình oxy hóa anốt thông thường, nhưng nó sẽ có một số phản ứng phụ nếu oxy hóa cứng hỗn hợp axit.
(1) phản ứng catot:4H cộng với 4E =2 H2 ↑
(2) Phản ứng anốt:4OH -- 4 E =2 H2O cộng với O2 ↑
(3) Quá trình oxy hóa nhôm:oxi kết tủa ở anot là trạng thái nguyên tử, hoạt động mạnh hơn oxi ở trạng thái phân tử, dễ phản ứng với nhôm hơn: 2Al cộng với 3O → Al2O3.
(4) Cân bằng động của quá trình oxy hóa về sự hòa tan của màng anốt:Màng oxy hóa dày lên khi thời gian dẫn điện tăng lên và dòng điện tăng lên. Đồng thời, do tính chất hóa học kép của (Al2O3), đó là oxit kiềm trong dung dịch axit, oxit axit trong dung dịch kiềm. Chắc chắn rằng dung dịch màng oxit được hòa tan trong dung dịch axit sunfuric. Chỉ khi tốc độ hình thành của màng oxit lớn hơn tốc độ hòa tan của nó, màng oxit mới có khả năng dày lên. Khi tốc độ hòa tan bằng tốc độ hình thành, màng oxit sẽ không dày lên. Khi tốc độ oxy hóa cao hơn tốc độ hòa tan quá nhiều, bề mặt của nhôm và hợp kim nhôm dễ tạo thành màng oxit bột.
4. Yêu cầu công nghệ
Để có được màng anod cứng có chất lượng tốt hơn, và đảm bảo kích thước theo yêu cầu của các bộ phận, nó phải được xử lý theo các yêu cầu sau.
Vòng góc cấp tính:Các bộ phận đã qua xử lý không được có góc nhọn, gờ và các góc nhọn khác vì quá trình oxy hóa cứng, thời gian oxy hóa anốt nói chung là rất dài, và bản thân quá trình oxy hóa (Al cộng O2 → A12O3 cộng Q) là một phản ứng tỏa nhiệt. Và vì những phần chung của cạnh và góc thường là những phần tập trung dòng điện nhiều hơn, nên những phần này rất dễ xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ dẫn đến cháy linh kiện. Do đó, tất cả các cạnh và góc của nhôm và hợp kim nhôm phải được vát mép và bán kính của hình tròn Y được vát mép không được nhỏ hơn 0. 5 mm.
Hoàn thiện bề mặt:Bề mặt của các bộ phận được thay đổi sau khi quá trình oxy hóa anốt cứng kết thúc. Đối với bề mặt thô ráp, sau khi xử lý này có thể xuất hiện hơn mức ban đầu một số, nhưng đối với các phần hoàn thiện ban đầu cao hơn, thường sau khi xử lý này, theo độ sáng bề mặt mịn giảm thay vào đó, biên độ thấp hơn trong 1 ~ 2 độ lớn.
Kích thước cho phép:Bởi vì độ dày của màng oxit cứng cao hơn, vì vậy nếu các bộ phận nhôm cần gia công thêm hoặc các bộ phận cần được lắp ráp, thì nên đặt trước một khoản trợ cấp gia công nhất định và các bộ phận kẹp được chỉ định.
Do kích thước của các bộ phận cần thay đổi trong khi anot hóa cứng, do đó, trong gia công, cần phải dự đoán trước về dung sai độ dày và kích thước có thể có của màng oxit, sau đó xác định kích thước thực tế của các bộ phận trước khi anot hóa, sao cho sau khi xử lý, phù hợp với phạm vi dung sai quy định.
Nói chung, kích thước của phần này bằng một nửa chiều dày của màng oxit.
Đồ gá:Do các bộ phận được anốt hóa cứng trong quá trình ôxy hóa cần phải chịu được điện áp cao và dòng điện cao nên cần phải đảm bảo các bộ phận cố định và các bộ phận có thể tiếp xúc tốt, nếu không sẽ gây ra sự cố hoặc cháy các bộ phận tiếp xúc do lỗi kém tiếp xúc. Vì vậy, các yêu cầu về hình dạng khác nhau của các bộ phận, và các bộ phận sau quá trình oxy hóa của các yêu cầu cụ thể để thiết kế và sản xuất đồ gá đặc biệt.
Bảo vệ địa phương:Ví dụ, trong cùng một bộ phận, cả quá trình oxy hóa anốt thông thường và các bộ phận oxy hóa anốt cứng tùy theo độ hoàn thiện và độ chính xác của các bộ phận để sắp xếp quy trình cụ thể. Nói chung, anodizing thông thường đầu tiên, trong anodized cứng, không cần phải là cách điện bề mặt anodized cứng, phương pháp cách nhiệt súng phun hữu ích hoặc bàn chải, sẽ được chuẩn bị để keo nitro gum hoặc perhydrogen vinyl trên bề mặt mà không cần phải xử lý, lớp cách nhiệt được tráng mỏng và đồng đều. Mỗi lớp sơn phải được làm khô ở nhiệt độ thấp trong 30 ~ 60 phút với tổng số 2 ~ 4 lớp sơn.
5. Đặc điểm công nghệ
Chất điện phân cứng anốt được điện phân ở nhiệt độ -10 độ ~ cộng 5 độ. Do điện trở cao của màng oxit được tạo ra bởi quá trình oxy hóa anốt cứng, quá trình oxy hóa cường độ dòng điện sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp. Đối với màng oxit dày hơn, chắc chắn sẽ làm tăng điện áp, mục đích của nó là để loại bỏ ảnh hưởng của điện trở lớn, và giữ mật độ dòng điện, nhưng dòng điện lớn hơn sẽ tạo ra hiện tượng nóng dữ dội, và tạo ra màng oxit sẽ tỏa ra nhiều nhiệt , làm cho các bộ phận xung quanh nhiệt độ điện phân tăng mạnh, nhiệt độ tăng sẽ đẩy nhanh quá trình oxy hóa màng hòa tan, màng oxit không dày lên. Ngoài ra, hiện tượng phát nóng là nghiêm trọng nhất ở phần tiếp xúc giữa phim và kim loại, nếu không được khắc phục kịp thời, bề mặt cục bộ của các chi tiết gia công sẽ bị cháy do nhiệt độ tăng lên.
Giải pháp: sự kết hợp giữa thiết bị làm mát và khuấy trộn. Thiết bị làm nguội để làm lạnh cưỡng bức bình điện phân, khuấy đều là làm cho nhiệt độ bình điện phân đồng đều, để thu được màng oxit cứng chất lượng cao.
6. Yếu tố ảnh hưởng
Bề mặt nhôm và hợp kim nhôm có thể tạo ra lớp màng oxit cứng chất lượng cao hay không chủ yếu phụ thuộc vào thành phần của nồng độ chất điện phân, nhiệt độ, mật độ dòng điện và thành phần của nguyên liệu.
Nồng độ chất điện giải:Khi chất điện phân axit sulfuric được sử dụng để anot hóa cứng, nó thường nằm trong khoảng nồng độ 10% ~ 30%. Khi nồng độ thấp, độ cứng của màng oxit cao, đặc biệt đối với nhôm nguyên chất, nhưng hợp kim nhôm có hàm lượng đồng cao (CY12) là một ngoại lệ. Vì hợp kim nhôm có hàm lượng đồng cao hơn dễ tạo ra hợp chất CuAl2, chất này tan nhanh hơn trong quá trình oxy hóa và dễ làm cháy các chi tiết bằng nhôm. Vì vậy, thường không thích hợp sử dụng chất điện phân axit sulfuric nồng độ thấp, phải ở nồng độ cao (H2SO4 300 ~ 400g / L) trong xử lý oxy hóa hoặc sử dụng phương pháp chồng chất AC-DC.
Ảnh hưởng của nhiệt độ lên lớp phim:Nhiệt độ của chất điện phân có ảnh hưởng lớn đến độ bền mòn của màng oxit. Nói chung, nếu nhiệt độ giảm xuống, độ bền mòn của màng ôxy hóa anốt của nhôm và hợp kim nhôm sẽ tăng lên, điều này là do tốc độ hòa tan của chất điện phân đối với màng giảm, để có được độ cứng cao hơn của màng oxit, chúng ta nên nắm bắt nhiệt độ trong khoảng ± 2 độ để xử lý anodizing cứng.
