铝及铝合金的钝化技术

铝及铝合金的钝化
一、铝及铝合金化学氧化后钝化
铝及铝合金工件化学氧化膜钝化处理见表1。
表1 铝及铝合金化学氧化后钝化液配方及工艺条件
含量
温度配方烘烤温
溶液成分时间备注
-1
号/℃度
/g.L
适用
重铬酸钾
90～
5～
于酸
1
30～50
≤90
（K
Cr
O
）
95
10min
性氧
3
4
7
化
适用
于碱
铬酐（CrO
）
2
20室温5～15s≤50
4
性氧
化
二、铝及铝合金阳极氧化后钝化
铝及铝合金阳极氧化后钝化膜处理见表2
表2 铝及铝合金阳极氧化后钝化液配方及工艺条件
配方号
12
溶液成分及工艺条件
重铬酸钾
40～70
（K
Cr
O
）
3
4
7
50
铬酸钾（K
CrO
）
2
4
80～9580
温度/℃
10～2020
时间/min
三、铝及铝合金氧化膜封闭处理
1. 热水封闭
(1)原理
氧化膜表面和孔壁的Al
O
在热水(温度大于80℃)中发生水合反应，
2
3
生成水合氧化铝，令氧化膜体积膨胀(膨胀率33%～100%)，由于膜膨胀
而使孔径变小最终封闭。反应式为:
Al
O
+ H
O → 2AlO(OH) → Al
O
·H
O
2
3
2
2
3
2
热水用蒸馏水或去离子水，不用自来水，因自来水易生水垢吸附于
-
2+
3-
2+
孔中令膜透明度下降。普通自来水中的Cl
、SO
、PO
、Cu
均有封
4
4
孔，因而有害。
(2)工艺
温度：95～100℃。
pH值：5. 5～6 (用乙酸调节)。
时间：10～30min。
2. 蒸汽封闭
(1)原理与热水封闭相同。
(2)特点封闭速度快，不受pH值影响，膜的耐蚀性高。在着色孔封闭
时，染料损失比热水封闭时少。缺点是:压力容器费用高;大型工件封
闭，不能连续操作，厚氧化膜处理时易破裂，成本较高。
(3)工艺
温度:100～110℃。
压力:0. 05～0. 1 MPa。
时间(按膜厚度计):4～5min/μm。
3金属盐封闭
将阳极氧化膜浸在金属盐溶液中进行封闭，称为金属盐封闭。所用金
属盐有铁、钻、镍、辐、锌、铜、铝等醋酸盐，硝酸盐，硫酸盐。其封
孔机理是:金属盐水溶液进人阳极氧化膜微细孔发生水解，产生氢氧化
物沉淀，将孔封闭，目前常用有重铬酸盐封闭及水解盐封闭。
(1)重铬酸盐封闭
①原理在重铬酸盐水溶液中，氧化吸附了重铬酸盐后发生化学反应，
生成碱式铬酸铝[Al(OH)CrO
]和重铬酸铝[Al(OH)Cr
O
]，这些生成物填
4
2
7
充进膜孔隙，从而起到封孔作用。
②溶液配方及工艺条件见表3.
表3 重铬酸盐封闭溶液配方及工艺条件
配方
项目
123
-1
重铬酸钾/g.L
100
40～55
15
-1
18
4
碳酸钠/g.L
(或13)
3
-1
氢氧化钠/g.L
6～7
6.5～7
6.5～7.5
PH值
90～95
90～95
90～95
温度/℃
2～5
20～30
2～5
时间/min
③几点注意事项
a. 工件要求封闭处理前，工件一定要清洗干净，以免将酸带入封闭槽
中。此外，应防止工件与槽接触，以免破坏氧化膜。
2+
b. 二对封闭液中杂质进行限制当SO
> 0. 2g/L时，可加人适量铬酸
4
2+
钙(CaCrO
)沉淀过滤排除，否则会令封闭工件色变淡且发白;当SO
>
4
4
0.02g/L时，可添加硫酸铝钾[K
Al
(SO
)
.24H
O]0.1～0.15g/L，否则会
2
2
4
4
2
l-
令封闭工件发白，耐蚀性下降。当C
> 1.5 g/L时，封闭液需稀释或更
换，否则会对工件氧化膜产生腐蚀。
(2)水解盐类封闭
①原理利用金属盐被氧化膜吸附后，发生水解作用，生成氢氧化物沉
淀，填充在孔隙内，达到封闭目的。常用金属盐有Co、Ni盐类，反应式
为：
NiSO
+ 2H
O → Ni(OH)
↓+ H
SO
4
2
2
2
4
封孔过程如下。
a. 水合过程产物(透明物)将孔封住。
b. 加水分解。在微孔中产生氢氧化物沉淀。
c. 这些沉淀物与染料分子发生化学反应，形成金属铬合物。
②水解盐封闭溶液配方及工艺条件见表4。
表4 水解盐封闭溶液
配方工艺条件
序号
含
温度/
成分PH值时间/min
-1
℃
量/g.L
硫酸镍
4.2
（NiSO
.7H
O）
4
2
硫酸钴
0.7
4.5～
（CoSO
.7H
O）
1
80～8510～20
4
2
5.5
乙酸钠
4.8
（CH
COONa.3H
O）
3
2
硼酸（H
BO
）
5.3
3
3
乙酸钠
5.5
（CH
COONa.3H
O）
3
2
4.5～
2乙酸钴
5.580～8510～15
0.1
(CH
COO)
Co.4H
O）
3
2
2
硼酸（H
BO
）
3.5
3
3
乙酸镍
5.5
(CH
COO)
Ni.4H
O）
3
2
2
乙酸钴
3
5.5沸点30
1.0
(CH
COO)
Co.4H
O）
3
2
2
硼酸（H
BO
）
8
3

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