技術(shù)丨鋁型材陽極氧化封孔工藝優(yōu)化與維護-惠州富坤陽極氧化有限公司

鋁材常溫封孔質(zhì)量的影響因素有：封孔液中的封孔物質(zhì)鎳鹽、氟離子、封孔添加劑及其含量，這3個因素是決定鋁材封孔質(zhì)量效果的關(guān)鍵性因素；溶液的PH值、溫度和封孔時間是影響鋁型材封孔質(zhì)量的重要條件因素；而提高槽液的潔凈度、減小雜質(zhì)的含量是鋁材封孔質(zhì)量的重要保證，經(jīng)過試驗表明，保證鋁材常溫封孔質(zhì)量適宜生產(chǎn)工藝條件很重要。

封孔工藝的優(yōu)化

工藝流程一般工業(yè)上均采用如下的生產(chǎn)工藝流程：常溫脫脂→水洗→堿蝕→水洗→水洗→出光→水洗→水洗→陽極氧化→二次水洗→封孔→二次水洗；

一、硫酸濃度優(yōu)化：生產(chǎn)實踐表明，當其它工藝條件不變時，隨著硫酸濃度的增大，陽極氧化過程中硫酸對氧化膜的溶解作用明顯加強，氧化膜孔錐度加大，封孔變得困難，因而封孔時間需要適當延長。一般情況下，硫酸濃度超過185g/L即對厚膜的染斑試驗產(chǎn)生明顯影響，但硫酸溶度過低，陽極氧化膜著色性能不佳，故實際生產(chǎn)中，需要權(quán)衡控制在合理范圍內(nèi)。

二、鎳離子溶度優(yōu)化：封孔是通過鎳離子進入氧化膜孔、水解沉淀得以實現(xiàn)的。鎳氟體系常溫快速封孔的機理是溶解一沉積反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物（塞孔物質(zhì)）主要由Ni（OH）、A1OOH、AlF3組成，是金屬鹽的水解沉積、水化反應(yīng)和形成化學(xué)轉(zhuǎn)化膜三種作用的綜合結(jié)果。鎳離子填充速度直接影響封孔速度，其含量對封孔質(zhì)量影響很大，鎳離子溶度越高，封孔質(zhì)量越好。

但是常溫封孔對坯料擠壓色差掩蓋作用十分有限，含量過高氧化膜底色發(fā)青，色差明顯。故鎳離子濃度控制在1.0～1.3g/L為宜，實際生產(chǎn)中鎳離子在0.9g/L以上即可保證封孔質(zhì)量。

三、氟離子溶度優(yōu)化：氟離子對氧化膜起電中和作用，膜表面電性轉(zhuǎn)負，有利于鎳離子向孔內(nèi)擴散和水解。另一方面，氟離子半徑小，可以吸附在膜孔內(nèi)，與孔壁的氧化膜反應(yīng)生成氟鋁絡(luò)合物，從而使孔內(nèi)鋁離子積累和PH升高，有利于Ni向膜孔內(nèi)表面的遷移和水解，生產(chǎn)實踐表明，氟離子濃度在0.3～0.6g/L為宜，過高易起粉，過低則封孔不良。

同時在封孔過程中，氟離子消耗速度比鎳離子快，故需經(jīng)常補充，但不推薦單獨添加氟化氨或NH4HF2，一則易造成槽液老化；二則易引起槽液PH起伏過大；三則添加物易與鎳離子起絡(luò)合反應(yīng)造成實際補充到槽液中的游離態(tài)氟離子十分有限。

四、PH值優(yōu)化：提高槽液PH值，能有效降低氟離子消耗，促進鎳離子的吸收，封孔質(zhì)量提高。但PH值太高時鎳鹽易水解，槽液渾濁嚴重，型材表面容易產(chǎn)生白灰，槽液PH值太低時，不足以造成鎳鹽水解，達不到封孔效果。依生產(chǎn)實踐，新槽PH一般控制在5.8-6.2封孔效果比較好，老槽PH控制在6.0-6.5為宜。

五、封孔溫度優(yōu)化：溫度太低時，F(xiàn)與氧化膜反應(yīng)弱，不足以引起鎳鹽水解，影響封孔效果，常溫封孔槽冬天一般也需要加溫維持在一定溫度。正常情況下，封孔溫度越高，封孔時間可以適當縮短。老槽或者氟離子含量低于0.3g/L槽，往往需要加熱到30℃以上才能正常封孔。依生產(chǎn)實踐，當封孔溫度低于25℃或高于35℃均會出現(xiàn)封孔不良。

六、封孔時間優(yōu)化：封孔先做的部位是氧化膜膜口處，隨時間增加，逐漸深入膜孔內(nèi)部從而完成封孔，在整個封孔過程中，前半段時間封孔速度快，后半段時間封孔速度慢。

依生產(chǎn)實踐，白料、噴砂料、色料封孔時間存在較大差異，不能一味根據(jù)膜厚高低按比例分配封孔時間，尤其是古銅料和黑料，雖然氧化膜膜底會沉積3-8UM著色微粒，但過短的封孔時間會造成脫色黏膠危險。封孔時間稍長即容易起灰，需要車間操作者根據(jù)實際情況決定封孔時間。由于現(xiàn)代添加劑的發(fā)展，目前市場上已出現(xiàn)長時間（30分鐘）封孔不起灰的封孔劑，這對自動化生產(chǎn)十分有利。

七、陳化過程優(yōu)化：封孔過程中氧化膜根部未完全封閉，需要陳化一段時間。正常工藝條件下，封孔后自然陳化1-3天內(nèi)即可達到國家標準，但是自然封孔膜抗熱裂性能不佳，部分厚膜料在外暴曬一段時間即會出現(xiàn)明顯裂紋。采用熱純水陳化能顯著提高氧化膜熱裂性，熱純水電導(dǎo)率不大于50；溫度60-80℃；時間1um/min；熱水洗溫度對表面質(zhì)量影響比較明顯，過高的陳化溫度會起灰。

鋁陽極氧化處理基礎(chǔ)-惠州富坤陽極陽極氧化有限公司

在酸性電解液中，以鋁為陽極，經(jīng)過電解使鋁表面產(chǎn)生氧化膜的材料保護技術(shù)。鋁的陽極氧化有多種電解液，但基本上是以硫酸、鉻酸、乙二酸或硼酸為主要組分配制的。其中廣泛使用的是硫酸基的。電源可采用直流、交流或交變直流的。電壓在5～25伏間，溫度低于25℃。

電解過程中，氧的陰離子與鋁作用產(chǎn)生氧化膜。這種膜初形成時還不夠細密，有一定的電阻，使電解液中的負氧離子仍能到達鋁表面繼續(xù)形成氧化膜。隨著膜厚度的增長，電阻變大，電解電流變小，而與電解液接觸的外層氧化膜同時發(fā)生化學(xué)溶解，在鋁表面形成氧化物的速度漸與化學(xué)溶解的速度平衡時，這一氧化膜便可達到這一電解參數(shù)下的厚度。鋁的陽極氧化膜的結(jié)構(gòu)與其他轉(zhuǎn)化膜有所不同,靠近基體金屬部分的是0.01～0.1微米的致密層，其上是許多空心六角柱體所構(gòu)成的狀層，總厚度為2～100微米不等。由各種電解液產(chǎn)生的陽極氧化膜色調(diào)不一，有的是整體著色的，多用于建筑工業(yè)，有的可以染料著色或利用水解和復(fù)分解的方法，使形成的顏料沉積在六角柱的空心部分，增加美感。

后還需要進行封閉和烘干。有陽極氧化鋁膜的鋁材，抗蝕性有時優(yōu)于經(jīng)過鉻酸鹽處理的鋁材。這種鋁材除在建筑工業(yè)和日用五金產(chǎn)品方面廣泛使用外，也用于飛機、汽車、民用船舶。利用低溫、溶解力微弱的電解液和較高的電壓(100～150伏)，可形成工程用的硬質(zhì)陽極氧化膜，用于與纖維、紙張和橡膠接觸的機械零件和液壓元件。在普通陽極氧化鋁層的六角柱體空洞中填充聚四氟乙烯，可以獲得摩擦系數(shù)極低的零件。

手機外殼陽極氧化做好必須把控哪幾點？

隨著鋁制品加工的發(fā)展，鋁制品表面處理的代表-陽極氧化越來越受到手機行業(yè)的關(guān)注。如蘋果推出的Iphone6S：通過表面陽極氧化處理，既能得到很高的硬度，又能得到天空灰、玫瑰金等效果。

經(jīng)陽極氧化處理獲得的氧化膜，厚度一般在5-20um，硬質(zhì)陽極氧化膜厚度可達60-2500um。為什么諸如蘋果、華為、小米等手機巨頭如此青睞陽極氧化，我們來具體看看陽極氧化能夠帶來什么？

一．陽極氧化膜能帶來什么？

1、較高的硬度

陽極氧化膜的硬度比鋁基體高得多：基體的硬度為HV100左右,普通陽極氧化膜的硬度約HV300,而硬質(zhì)陽極氧化膜可達到HV500左右。

陽極氧化膜不僅硬度較高，而且有較好的耐磨性，尤其是表面層多孔的氧化膜具有吸附潤滑劑的能力，還可進一步改善表面的耐磨性能。

2、較高的耐蝕性

一般認為，汗水腐蝕性非常強，很多金屬很容易被汗水腐蝕。而陽極氧化膜耐腐蝕性強，因為它是氧化物，不導(dǎo)電，即使沾到汗?jié)n腐蝕也很慢。

經(jīng)測試，純鋁的陽極氧化膜比鋁合金的陽極氧化膜耐蝕性好。這是由于合金成分夾雜或形成金屬化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不連續(xù)或產(chǎn)生空隙，從而使氧化膜的耐蝕性大為降低。所以，一般經(jīng)陽極氧化后所得的膜必須進行封閉處理，才能提高其耐蝕性能。