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常見(jiàn)問(wèn)題 -> 鋁及鋁合金彩色導電氧化工藝
鋁及鋁合金彩色導電氧化工藝
鋁及鋁合金經(jīng)導電氧化工藝處理之后，所獲的氧化膜仍有優(yōu)良的導電性能，這是其特有的性能，而且膜層的防護及裝飾性能也很好，純鋁表面的膜層色彩比鋅層彩虹色鈍化膜更雅致，具有較淺且均勻的細紋色彩，是很有應用前景和推廣價(jià)值的工藝。
鋁及鋁合金導電氧化工藝操作簡(jiǎn)便，無(wú)需專(zhuān)用設備，近年來(lái)有關(guān)導電氧化膜層易于吸附有機涂料，結合力良好的認識得到進(jìn)一步的提高，因而用作涂裝(電泳、噴漆)基底的應用范圍也得到逐步擴大。
預處理工藝中需要注意的具體細節
鋁質(zhì)材料在空氣中是極不穩定的，容易生成用肉眼也難以識別的氧化膜。由于鋁件加工工藝方法的不同，如鑄造成型，或是由延壓板材直接剪切而成，或是機械精細加工成型，或是經(jīng)不同工藝成型后又經(jīng)熱處理或焊接等，工件表面都會(huì )呈現不同狀態(tài)，不同程度的污物或痕跡，為此在前處理工序中必須根據工件表面的實(shí)際情況選擇前處理的工藝方法。
(1)精細加工件在前處理工序中需要注意的問(wèn)題：精細加工件雖然表面的自然氧化膜才初生成，較易清除，但油膩重，特別是孔眼內及其周?chē)?因機加工過(guò)程中潤滑需要而添加的)，這類(lèi)工件必須先經(jīng)有機溶劑清洗，若直接用堿洗不但油膩重難以除凈，且精細加工面承受不了長(cháng)時(shí)間的強堿腐蝕，結果還會(huì )影響到工件表面的粗糙程度和公差的配合，最終有可能成為廢品。
(2)鑄造成型件在前處理工序中需要注意的問(wèn)題。鑄造成型件并非所有表面都經(jīng)過(guò)機械加工，未經(jīng)機加工的表面留有澆鑄過(guò)程中形成的過(guò)厚氧化層，有的還夾有砂層，此時(shí)應先用機加工或噴砂方法先除去這一部位的原始氧化膜，或是經(jīng)堿洗后再加工，只有這樣才能既除凈未加工部位的原始氧化層，又可避免機加工部位公差尺寸的改變。
(3)經(jīng)過(guò)熱處理或焊接工藝的工件在前處理工序中需要注意的問(wèn)題：按工藝要求，工件轉入熱處理或焊接工序之前需經(jīng)有機溶劑清洗，除凈表面油污，但目前一般做不到這一點(diǎn)，故工件表面形成一層油污燒結的焦化物，這層焦化物在有機溶劑中是難以除凈的，若浸泡在堿液中會(huì )引起局部腐蝕，產(chǎn)生麻點(diǎn)或造成凹凸不平，嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量。筆者用濃硝酸浸泡的方法來(lái)泡軟這層焦化物，待焦化物松軟后再在堿液中稍加清洗即能徹底除凈。
預處理的一些具體方法如下。
①有機溶劑除油。油污不太嚴重的可在溶劑中短時(shí)間浸泡；油污嚴重的應用棉紗蘸溶劑揩擦，或用鬃刷刷洗。操作中要注意安全，用后剩余溶劑要妥善保管好。
②晾干。無(wú)論采用何種有機溶劑的清洗方式，晾干工序決不可省略，否則將會(huì )失去清洗意義。
③綁扎。綁扎用的材料宜選用鋁絲，禁用銅絲和鍍鋅鐵絲，可用退去鋅層的鐵絲。
稍大的單件綁扎要考慮綁扎位置，并盡可能綁在離零件邊沿最近的孔眼中，以減少對工件表面的影響。
不同種工件不宜同綁于一串中，因不同成分(牌號)的鋁材氧化處理時(shí)間是有所區別的。
注意所綁扎的工件懸空時(shí)的方向，要避免凹入部位因朝下而產(chǎn)生窩氣。
堿洗到工件表面油污除凈為止。
④堿洗
⑤循環(huán)水沖洗。堿洗后的沖洗最好先用熱水沖洗，這樣有利于洗凈工件表面上的堿性物質(zhì)。有盲孔、狹縫的工件要加強對該部位的沖洗，并甩凈其中的殘留溶液，并當即轉硝酸出光，以免遭受氧化。
⑥硝酸出光
若處理雜鋁、鑄鋁還應在此配方的基礎上添加50mL／L氫氟酸，以加速除去堿洗時(shí)黏附在鋁件表面的不溶物。
658．氧化成膜工序的技術(shù)要求
(1)氧化。溶液配方及工作條件：
經(jīng)前處理后要立即轉入氧化工序，以防因工件在大氣中擱置過(guò)久而又生成自然氧化膜而影響氧化層的質(zhì)量。再度浸泡在清水中雖優(yōu)于暴露在大氣中，但也不宜浸泡過(guò)久，如果浸泡在3％的稀硝酸中一般浸泡l5～30min之內仍可繼續氧化，但若時(shí)間過(guò)久對膜層的生成也會(huì )有影響，尤其含有銅等雜質(zhì)的舊硝酸。
氧化過(guò)程中溶液的溫度是至關(guān)重要的工藝條件，溶液溫度過(guò)高，成膜速度加快，氧化膜容易出現粉化；溶液溫度過(guò)低，成膜速度緩慢，所生成的膜色調偏淡，附著(zhù)力差。
在同一型號鋁材為求得表面基本一致的色彩，應在同一溶液溫度下處理同樣時(shí)間。
在一定的范圍內溫度與時(shí)間成反比，即溶液溫度越高，所需時(shí)間越短，反之所需時(shí)間越長(cháng)。
鋁材純度越高所需的氧化處理時(shí)間越長(cháng)。氧化處理時(shí)間不足，生成的氧化膜過(guò)于淺淡；鋁材純度低，氧化時(shí)間縮短，否則氧化膜顯陳舊，甚至影響膜層的導電性能。
為了獲得均勻的氧化膜色彩，小件氧化時(shí)可在溶液中多晃動(dòng)，大件可采取攪拌溶液或靜處理(不攪拌溶液、不晃動(dòng)工件)，以防工件的邊緣部位與溶液的交換機會(huì )比工件的中心部位多而產(chǎn)生不均勻的氧化膜色彩。
(2)循環(huán)水沖洗。對于有盲孔、狹縫的工件要加強對這些部位的沖洗，并甩凈里面的殘留溶液，以防氧化溶液流出來(lái)氧化面受破壞。
(3)自檢。工件經(jīng)循環(huán)水沖洗后宜即自檢質(zhì)量，如發(fā)現有缺陷的可在堿液中退除，出光后重新氧化。若干燥后再退除、返修、則較難退除，且較易損傷基體。
(4)干燥。干燥是維護質(zhì)量的關(guān)鍵，氧化件需在干燥之前先甩去工件表面的游離水，然后在陽(yáng)光下曝曬。也可在45～50℃條件下烘烤干燥，溫度不可過(guò)高，以免烤焦、老化、出現裂縫，外表色彩顯得陳舊。
659．大面積件的氯化
(1)整體處理。根據氧化件的外沿尺寸(適當放寬余量)，用木條或磚塊圍成一個(gè)框，框內鋪上塑料布，形成一個(gè)凹形水池，其高度若處理板狀件的，則有100MM左右即可，操作時(shí)只要將工件在此池內上、下晃動(dòng)，即可使其表面形成氧化膜。
(2)分部位處理。分部位處理即工件在槽(池)內先后在不同部位依次快速變更或轉動(dòng)，最后使整個(gè)工件表面與溶液多次接觸而逐漸形成并加厚氧化膜的操作方法。
采用以上兩種方法，即可免于制作大型鍍槽、配制大量溶液，且減少長(cháng)期少有使用而造成的浪費，還可免于占用車(chē)間內的生產(chǎn)面積。
660．氧化膜色彩不均勻的三種可能原因
(1)工件面積過(guò)大，操作時(shí)在槽內擺動(dòng)過(guò)大，邊緣和中心部位與溶液的接觸、更新、交換有過(guò)大的差異，從而導致氧化膜色彩不一致。．
預防方法：氧化時(shí)工件擺動(dòng)的幅度要小，靜處理也可以，但當溶液溫度過(guò)低時(shí)容易出現地圖狀花斑，顯得不自然。
(2)包鋁件加工時(shí)部分包鋁層遭到破壞，被切削掉，外層包鋁屬優(yōu)質(zhì)鋁，被包的內層是雜鋁，兩種鋁質(zhì)差異較大，故氧化后出現'良癜風(fēng)'似的斑點(diǎn)。這一現象客戶(hù)往往不會(huì )太理解，廠(chǎng)家要多做解釋工作，說(shuō)明原委，以免引起誤解。
(3)工藝操作方面問(wèn)題
①工件堿蝕處理不徹底，局部處原始氧化膜、污物未能除盡；
②堿蝕后沒(méi)有當即進(jìn)行出光處理，工件表面仍呈堿性；
③工件在傳遞過(guò)程中接觸過(guò)異物。
當遇有膜層色彩不均勻時(shí)要從多方面去尋找原因，采取針對性措施予以解決。
661．由堿蝕液中鋁離子積聚過(guò)高引起故障
一位讀者來(lái)電詢(xún)問(wèn)工件經(jīng)堿蝕后難以獲得導電氧化膜的原因，經(jīng)對導電氧化膜難以形成的諸多因素排除之后，考慮到堿蝕液中是否有過(guò)高鋁離子問(wèn)題，對方說(shuō)堿蝕液很稠。但堿蝕速度不快。當時(shí)筆者建議更換堿蝕液，因為堿蝕液使用時(shí)間過(guò)長(cháng)之后會(huì )積聚過(guò)多的鋁離子，鋁離子在工件表面較難洗脫，從而影響鋁件表面與導電氧化溶液的接觸，從而影響到氧化膜的形成。另一建議是若當時(shí)無(wú)條件更換堿蝕溶液，可將堿蝕后的工件經(jīng)熱水漂洗后立即在流動(dòng)水中漂洗，然后再在含有氫氟酸的濃硝酸中出光，然后經(jīng)充分漂洗后進(jìn)行導電氧化處理。后該讀者來(lái)電話(huà)說(shuō)堿蝕后用熱水洗燙效果很好。
筆者經(jīng)驗是，在熱水中洗燙后迅速離開(kāi)熱水并當即浸入流水中，防止工件干化后因遭到氧化而影響到導電氧化膜的形成。
662．氧化膜附著(zhù)力差的四大原因可能原因：
(1)氧化膜過(guò)厚(氧化時(shí)間過(guò)長(cháng))；
(2)氧化溶液濃度過(guò)大；
(3)氧化溶液溫度過(guò)高；
(4)氧化膜未經(jīng)老化處理。
操作者可根據上述對氧化膜附著(zhù)力有影響的四點(diǎn)因素進(jìn)行調整。
663．氧化件的孔眼及其周?chē)^難形成氧化膜主要有如下兩種原因。
(1)工件堿洗后沖洗不徹底。堿洗時(shí)進(jìn)入孔眼內的堿液如未能沖洗干凈，氧化處理后堿液會(huì )從孔眼中流出來(lái)，致使孔眼周?chē)难趸ぴ獾礁g。
(2)工件的孔眼周?chē)悬S油。鋁材攻螺孔時(shí)很澀，操作者常以涂黃油來(lái)潤滑，堿洗時(shí)如果堿液中缺乏乳化劑，黃油是很難除盡的。
解決方法：
(1)在堿洗之前先用汽油洗刷一遍，堿洗液中應添有乳化劑；
(2)工件堿洗后應沖洗干凈。
664．氧化膜導電性差
原因：氧化時(shí)間過(guò)長(cháng)，氧化膜過(guò)厚。按工藝要求的30～60s操作，所獲得的氧化膜呈淺彩虹色，膜層導電性良好，基本上測不到電阻，若氧化時(shí)間過(guò)長(cháng)，膜層厚度增加，不但會(huì )影響膜層的導電性能，膜層還會(huì )呈土黃色，顯得陳舊。
預防方法：操作時(shí)間應嚴格控制。
665．后處理工序中需注意的四點(diǎn)
(1)熱水沖洗。熱水洗目的是老化膜層。但水溫和時(shí)間要嚴格控制，水溫過(guò)高膜層減薄，顏色變淡。處理時(shí)間過(guò)長(cháng)也會(huì )出現上述類(lèi)似問(wèn)題，適宜的溫度和時(shí)間是：
溫度40～50℃時(shí)間0．5～1MIN
(2)干燥。干燥以自然晾干為好，經(jīng)熱水沖洗過(guò)的工件斜掛于架子上，讓工作表面的游離水以垂直方向向下流。流至下端角邊的水珠用毛巾吸去，按此法晾干的膜層色彩不受影響，顯得自然。
(3)老化。老化方法可根據氣候條件來(lái)決定，有日光的夏季可在日光下曝曬，陰雨天或是冬季可用烘箱烘烤，工藝條件是：
溫度40～50℃時(shí)間10～15min
(4)不合格件的返修。不合格導電氧化膜件宜在干燥、老化工序之前先挑出來(lái)，因干燥、老化后膜層較難退除并會(huì )影響工件表面的粗糙度。此問(wèn)題筆者在工藝上進(jìn)行了一些摸索，經(jīng)多種方法試驗，發(fā)現采用下列方法效果很好，方法簡(jiǎn)單，又不影響工件表面質(zhì)量，具體過(guò)程如下。首先將不合格的工件夾在鋁陽(yáng)極氧化用的夾具上，然后按鋁在硫酸溶液中的陽(yáng)極氧化方法進(jìn)行陽(yáng)極處理2～3min，待膜層松軟、脫落，再經(jīng)堿液稍加清洗及硝酸出光后即可重新進(jìn)行導電陽(yáng)極化。
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