铝铜合金换向电流法氧化发色工艺【。31N0。12铝铜合金换向电流法氧化发色m艺Tf7/r],/东北大学表面技术研究所(沈阳110006)刘宜汉金斗元0前言铝合金浅田法二次电解着色处理工艺由于具有着色膜色泽稳定,耐热,耐蚀及耗电少等特点,在铝及铝合金表处理方面应用十分广泛。但是在处理诸如硬铝这样的铜元素含量比较高的铝合金时,浅田法电解着色处理工艺将会因为铝合金氧化膜的质量太差而无法实旌]针对铝铜合金氧化着色所存在的问题+本文研究了用周期换向电流(DC—PR)在硫酸溶液中对含铜量鞍高的LY11铝台金进行氧化处理的工艺。通过适当地调整正,反向电流的变化周期,使得铝铜合金能在被电解氧化的同时,其氧化膜也进行了电解发色。本工艺适合于含铜量为3。5～{。5的铝合金,并且能在硫酸氧化渍中同时对铝合金进行氧化与发色。实验方法被氧化处理的试样采用有代表性的lJY铝合金,其合金成分见表1。试样合金成分()首先制成的试片,经弱碱液化学溶液中中和20s。清水洗净后进行氧化。2-1氧化条件氧化溶液的成分如下:HzSO。200g/L+导电盐lOg,L。

氧化电源采用日本千代田株式会社制造的50A/60V周期换向直流电源+以日立公司制造的直冷式冷却装置控制氧化液温度,并对氧化溶液进行了空气搅拌。2。2氧化膜性能的测试氧化膜厚度采用JWH型涡流测厚仪测定,色差采用日本电色株式会社制造的NKD68型色差计进行评价,硬度采用7l型显微硬度计测定。结果与分析3。1周期换向电流与铝舍金的氧化与发色目前,一般认为铝氧化膜的交流电电解着色是由于电解着色液中的金属离子在氧化膜微L中析出所致;而铝台金的整体发色是由于合金材料或氧化渍组成不同而在多孔的氧化膜层中分布着发色胶体粒子0]。本研究中由于氧化电源正负极性的周期性变化,可以认为在氧化过程中既有铝合金的整体氧化发色又有氧化膜的电解着色过程。如图1所示,实验中的氧化电源周期性地变换正负极性。在电流的正半周内(以表示),铝合金发生阳极反应生成氧化膜,同时还有铝合金中铜元素的溶解]。而在电流的负半周时(以表示),铝铜合金试样做为阴极,在其表面发生析氢以及被溶人电解液中的铜在氧化膜孔中析出0,而使氧化膜着色。随着阴阳极反应的交替进行,铝铜舍金试样附近的各种反应离子都有时间得到补充,所以能得到非常均匀的着色氧化膜。

周期换向电流示意图本实验中考虑到同时获得漂亮的颜色和一定厚度的氧化膜层这两个因素。故将确定为2001"1[1S而确定为40ms。3。2电澶密度与时间对氧化膜的影响周期换向电流对铝合金的氧化包含着氧化膜的生成与溶解两个过程。所以氧化电流与时间对氧化膜的厚度与色调有影响。是不同电流密度下氧化膜厚度与时同的关系+氧化时间与色调的关系见表2氧化时间/年12月材料保护第31卷第12期13蕾化时间与色调的关系(1。5A/am。1O)由图可见,在同样的时间内,较高的氧化电流密度生成的氧化膜较厚。但是过高的氧化电流密度会由于反应过于激烈而弓『起氧化膜孔内局部过热,导致拌品被烧焦(电流5A/din。时)。本实验还测定了温度在0～25内变化时对氧化膜厚度与硬度的影响,结果表明,在相同的氧化电流密度与时间下,氧化液的温度低生成的氧化膜较厚。低温下获得的氧化膜硬度值较高,这与常规氧化的规律是一致的。但过低的温度对制拎要求较高,所以在一般情况下,采用10~20是较合理的(这时氧化膜的硬度都在300HV以上)是温度与氧化膜颜色关系总体来说温度对氧化膜颜色的影响不太大。温度对氯化蔗颤色影响(1。5A。

/dm~。40mil1)o1o2O25结论(1)本工艺能对较难处理的铝铜合金进行阳极氧化发色,得(2)本工艺与浅田法着色工艺相比,不需要二次电解着色槽及着色后的水洗,这对于节水节能及降低劳动强度是报有意义的。而与整体发色法相比,本工艺不采用较昂贵的有机酸,氧化电压也较低。(3)根据本研究的实验结果及考虑到工业实施条件,建议采用如下处理条件:HSO{导电盐温度电流密度(电压)Ct2O0g/L10g,L10～201～3A/din(14～25V)10O～2ooms20～401:i-is参考文献戴维诺。铝和铝合盒装怖性阳撅氧化工艺{讲座一)。电镀与环保,1983(2):38马场宣良。阳撅酸化。金属表面技术,1975。26(11):325《表面处理工艺手册》编审委员会编。《表面处理工艺手册)。上海:上海科学技术出版社出版。1991。马场宣良。了。二,占阳极酸化皮膜金属析出机构。金属表面技术,1973,24{1):34概述合金电镀工艺及应用成都市新都高新电镀环保工程研究所(610500)曾祥蔼´在表面技术领域,随时代发展,许多产品的防护性能要求更加严格。装饰性能更加多样化,单金属镀层已不能满足要求,合金镀层不断开发。

有的将取代某些单金属电镀,锌系台金工艺就是其中之一。锌系合金是在镀锌基础上发展起来的合金电镀工艺,有ZnFe,ZnNi,Zn—Co三种体系。锌铁合金镀层含有少量铁,与锌形成固溶体合金。在腐蚀环境中。锌铁合金的电位比铁负,却比锌正。在同等腐蚀条件下,Zn与Fe电偶的电位差。远比(Zn—Fe),(Zn—Ni),(Zn-Co)与Fe的电位差负。故前者腐蚀速度远大于后者不仅如此。Zn—Fe合金镀层的晶粒比纯锌层均匀,细小,更致密,在腐蚀舟质中。必然比锌层有更高的抗蚀性。与此同时,由于合盒镀层中除锌外,还有一定量的铁析出而存在于经钝化处理的钝化膜中。钝化膜在干燥收缩时,裂纹难于选到镀层表面,因而延缓了腐蚀进程,提高了抗蚀性锌铁合金工艺有酸碱两类镀液。国外应用于生产的。主要是碱性锌酸盐体系,酸性氯化物体系只见到文献,鲜见应用实。例报道。锌系合金在法国市场很大,居各国,主要用于汽车工业,以Zn—Ni为主j日本仅次于法国,以Zn—Fe为主,且应用比法国广泛,除汽车车身钢板外,含铁量5～l5的已用于钢带生产,含铁量低于1的则用于镀锌零件的电镀,还被用于取代化学镀镍,电镀镍等防护镀层德国,比利时,美国,英国和意大利又次之。

国内碱性锌酸盐体系尚未见有应用实例介绍,作者开发的酸性氯化物体系解决了困扰众多厂家的钢管内壁电镀等问题。除可取代一般件镀锌外。还在钢管,玛钢管件,板材与线材电镀领域得到了应用应用范围2。1钢管电镀钢管有热镀锌与电镀锌两种施镀方法,电镀有硫酸盐,锌酸盐和钾(钠)盐三种工艺。目前这些方法与工艺同时并存热镀锌营由于管内外都有较厚镀层。防护性能优异。一直受到青睐,但也因能耗,锌耗高而导致成本高,使其发展受到影响。钢管电镀锌的外观比热镀锌光亮,生产成本比热镀锌成倍