surface treatment
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鋁型材陽(yáng)極氧化處理的控制方法及其特征
1:電流控制法
電流控制法是最普遍的鋁型材陽(yáng)極氧化控制方法,該方法的陽(yáng)極氧化溶液以硫酸溶液為主,也適用于草酸溶液、混合酸溶液等陽(yáng)極氧化處理;一般地要保持一定的平滑直流電陽(yáng)極氧化,以適合陽(yáng)極氧化膜厚度的管理;隨著陽(yáng)極氧化膜厚度的增加,電壓往往會(huì)上升,因此有時(shí)會(huì)發(fā)生電壓超過(guò)電源規(guī)格、因發(fā)熱量增加而發(fā)生燒傷的情況,需要注意;
電流控制法最大的優(yōu)點(diǎn)是容易控制陽(yáng)極氧化膜的厚度;陽(yáng)極氧化膜的厚度可以通過(guò)下列公式計(jì)算,如果能掌握處理鋁型材的表面積和陽(yáng)極氧化膜生成系數(shù)(K),通過(guò)設(shè)定電流密度和處理時(shí)間就能夠得到所需厚度的陽(yáng)極氧化膜;
陽(yáng)極氧化膜厚度(μm)=K×電流密度(A/dm2)×?xí)r間(min)
(各種鋁型材恒電流硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理的電壓—時(shí)間曲線)
陽(yáng)極氧化膜生成系數(shù)(K)與陽(yáng)極氧化溶液的種類無(wú)關(guān),約為0.3;由于陽(yáng)極氧化膜生成系數(shù)隨氧化槽的濃度、溫度、電流密度、合金種類等變化,為了在更高精度上管理陽(yáng)極氧化膜的膜厚,需要事先掌握作為處理?xiàng)l件的特征值;
用電流控制法進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理時(shí),電壓隨陽(yáng)極氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而上升,其上升程度因合金種類的不同而不同;各種鋁型材在15%硫酸槽液中,5℃、4A/dm2的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化條件下陽(yáng)極氧化處理時(shí)的電壓-時(shí)間曲線如上圖所示;
99.99%的AI或1100等純鋁系的電壓變化小,鋁型材系的電壓變化大;這樣,在陽(yáng)極氧化電壓升高時(shí),容易發(fā)生燒傷,難以得到厚陽(yáng)極氧化膜;電壓高時(shí)產(chǎn)生的熱量也大,通過(guò)溶液的冷卻和攪拌去除產(chǎn)生的熱量,可進(jìn)行穩(wěn)定的陽(yáng)極氧化處理;
2:電壓控制法(恒電壓法)
電壓控制法正如其名,是保持恒定電壓陽(yáng)極氧化處理的方法,也被稱為恒電壓法;因?yàn)椴恍枰莆仗幚礓X型材的表面積,采用該方法的工廠也不少;即使電壓相同,通過(guò)的電流因合金種類、槽液溫度、陽(yáng)極氧化溶液的種類及濃度的不同而不同,不能由公式計(jì)算獲得所需膜厚的處理時(shí)間;各工廠往往憑借其經(jīng)驗(yàn)控制成膜速度(μm/min),按照所需的時(shí)間進(jìn)行陽(yáng)極氧化;另外,此法更容易控制,使用恒電壓電源,在開(kāi)始設(shè)定好電壓,后邊就是按所定時(shí)間進(jìn)行陽(yáng)極氧化;此外,在硬質(zhì)陽(yáng)極氧化處理時(shí)的恒電流密度陽(yáng)極氧化中,電壓一般逐漸上升,而在恒電壓電解中,電流值時(shí)常逐漸下降,不會(huì)增加,不同擔(dān)心超過(guò)電源容量而終止氧化;即使是相同的電壓,槽液溫度低時(shí)電流密度下降,陽(yáng)極氧化膜的生長(zhǎng)也會(huì)變遲緩;
陽(yáng)極氧化膜結(jié)構(gòu)是通過(guò)陽(yáng)極氧化電壓確定的;因此,在精確管理陽(yáng)極氧化膜結(jié)構(gòu)的情況下,應(yīng)采用恒電壓陽(yáng)極氧化膜;
3:功率控制法
功率控制法通常是指用恒定功率陽(yáng)極氧化的控制方法;由于功率消耗是恒定的,發(fā)熱量也是恒定的,槽液溫度的影響是穩(wěn)定的,能夠生成質(zhì)量穩(wěn)定的高品質(zhì)的鋁型材陽(yáng)極氧化膜,必須的冷卻功率變化也??;恒功率法已被認(rèn)為是解決恒電流法中的電壓逐漸上升問(wèn)題的有效方法,起初,用恒電流開(kāi)始陽(yáng)極氧化,隨著電壓的上升,在功率一定的條件基礎(chǔ)上,使電流密度下降;在恒功率法中,功率密度增大時(shí)膜厚增加速度也增大;隨著陽(yáng)極氧化的進(jìn)行,電流密度降低,陽(yáng)極氧化膜的生長(zhǎng)速度下降;使用的功率密度因鋁型材種類的不同而不同,一般在100~300W/dm2;在陽(yáng)極氧化初期,電流密度升高,常常導(dǎo)致燒傷;因此,也有在陽(yáng)極氧化初期用低功率氧化、逐漸增加到所設(shè)定的功率值的方法;
功率控制法在槽液的攪拌、冷卻效果不充分時(shí)時(shí)有效的陽(yáng)極氧化方法;可是,在技術(shù)進(jìn)步的今天,幾乎沒(méi)有進(jìn)行工業(yè)化實(shí)施的實(shí)例;
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