【 日期：2017.04.28 | 閱讀:8608 | 打印當前頁面 | 返回上一頁 】
陽極氧化處理所用的溶液種類很多，目前常用的有：硫酸、草酸、草酸加硫酸、丙二酸和磺基水楊酸等。其中最普遍的做法是用硫酸作為氧化處理溶液，通電進行陽極氧化處理，這種方法通常簡稱為硫酸陽極氧化處理法。它的優點是：除了得到致密的氧化膜外，其氧化膜孔隙率也大，能更好地浸漬填料，并且適應該氧化處理法的鋁材料范圍較廣，同時操作工藝簡單、成本低，特別是電能消耗低。因此，在很多情況下都采用硫酸陽極氧化處理法。
采用硫酸陽極氧化處理法，應考慮影響氧化膜質量的以下因素。
（1）硫酸氧化處理溶液的濃度
硫酸氧化處理溶液的濃度對氧化處理過程的影響極大。在較濃的硫酸溶液中，氧化膜生長速度要比較稀的硫酸溶液中慢得多，因為在比較濃的溶液中生成的氧化膜溶解速度大。當硫酸深度升高時，氧化膜的硬度有所降低。在濃度比較高的硫酸中，得到的氧化膜的孔隙率大，膜層也比較平滑而均勻。但硫酸的濃度也不能太高，否則所生成的氧化膜呈粉狀，且疏松，易脫落；硫酸的濃度也不能太低，若采用較低濃度的硫酸溶液，不僅氧化處理液的使用壽命縮短，而且零件也容易被燒壞。
（2）水
水是陽極氧化處理溶液中的主要部分，選用什么樣的水作溶劑，與氧化膜的質量好壞有著直接的關系。通常，工廠中都采用蒸餾水和冷開水，不直接用未經處理的自來水。實踐證明：自來水中含有氯離子，當溶液中含有氯離子濃度超過1%時，鋁的陽極氧化處理零件就會被侵蝕，出現白色斑點。如果采用硬水，必須經過軟化處理，因為硬水中含有可溶性的鈣鹽、鎂鹽。值得注意的是：當溶液中鎂鹽的含量超過5g/L時，就會影響氧化膜的質量。
（3）氧化處理溶液的溫度
溫度也是影響氧化膜質量的重要因素之一。當氧化處理溶液溫度低時，氧化膜的溶解速度下降，可以使氧化膜增厚，提高氧化膜的硬度，增加了氧化膜的光滑性、致密性。但是，在陽極氧化處理過程中，由于氧化膜生成的熱（每生成lgAl2O3放出1.68kj的熱量）及電流通過氧化膜時因焦耳效應產生的熱，會使氧化處理溶液的溫度升高，增大氧化膜的溶解速度，降低氧化膜的硬度，并且使氧化膜層變薄，這一點應值得注意。
（4）電流密度
電流密度也是影響氧化膜質量的重要因素之一，它與氧化膜的生成速度、氧化膜的組織有較大的關系。如果電流密度太小，氧化膜生成速度緩慢，處理時間就要增加，同時延長了氧化膜在硫酸溶液中的溶解時間。
電流密度與外加電壓的關系是：最初時，隨著氧化膜生成而使電壓增加加快，但當電壓達到一定值時，只有電流密度增加，而電壓實際趨向不變，這主要因為氧化膜厚度繼續增加，并且變得多孔，更易于導電的緣故。
但是，電流密度太高，必然導致電解液和電極因焦耳效應而過熱，從而使氧化膜溶解的速度變大。如果把電流密度提高太多，則生成的氧化膜硬度將下隆，表面粗糙、疏松并起粉末，容易脫落。甚至因電流密度過高，氧化處理件形成局部過熱，以致鋁制品產生“電腐蝕”，也就是通常所講的“燒損”。
在實踐中，通常把電流密度控制在2.5A/dm2左右。
（5）初、末電壓與處理時間
陽極氧化處理的初、末電壓與時間，對氧化膜質量的影響也很大。如果一開始電壓升得太高，通過處理零件的電流也愈大，因焦耳效應而產生劇烈的發熱現象，加上氧化膜的生成熱，造成零件附近溶液溫度升高，增加了氧化膜的溶解速度，生成的氧化膜軟、無光澤、表面呈粉末狀。特別是氧化膜層與基體金屬結合處的熱量來不及散發，形成局部過熱而燒杯零件。如果末電壓過大，即通過的電流超過了規定的電流密度，同時也產生上述現象；電壓過小，即通過的電流達不到有所要求的電流密度，則形成的氧化膜薄且不耐磨。
對于氧化處理時間，一般隨著氧化處理時間的延長，氧化膜的厚度增大。但到了一定時間后即氧化膜的生成速度與溶解速度相等，若不增加外電壓，氧化膜厚度實際不再增加。如果延長時間，則氧化膜硬度降低，經封閉處理后會起粉末。如果處理時間太短，氧化膜層厚度薄且不耐磨。
（6）氧化處理溶液的攪拌速度
關于氧化處理攪拌的重要性，前面已作了介紹。氧化膜質量與氧化處理溶液的攪拌速度大小有關。采用壓縮空氣進行攪拌時，若閥門開得大小，溶液的攪拌速度就小，則來不及將氧化處理零件附近產生的熱量帶走，零件有被燒壞的危險；若壓縮空氣閥門開得過大，溶液攪拌速度太快，容易使掛具發生晃動，造成夾具與零件接觸不良，引起夾具與零件接觸處“電磨觸”而出現殘缺現象。
因此，在不松動零件與夾具接觸的前提下，陽極氧化處理溶液的攪拌速度應盡量提高。總之，陽極氧化處理的工藝條件與要求，應根據氧化膜的生成速度快、膜層厚且硬，同時與基體附著力強等要求來考慮。對于耐磨性要求高的氧化處理零件，還應考慮其多孔性的問題。陽極氧化處理零件的要求之間是相互關聯的，不能片面地或孤立地考慮某個條件與要求。
除了上面提到的硫酸陽極氧化處理溶液外，常用來進行陽極氧化處理溶液的還有鉻酸電解液和草酸電解液。
（7）鉻酸電解液中的陽極氧化
鉻酸電解液中獲得的氧化膜是不透明的灰色或彩虹色，彈性較好，幾乎沒有氣孔，它的耐蝕性比不封閉的在硫酸溶液中得到的氧化膜要強。只是鉻酸電解液中獲得的氧化膜的厚度較薄，氧化后零件的實際尺寸只增加1um，但可以利用這一點保持零件的原有精度。由于鉻酸溶液對鋁及其合金的腐蝕性比其他電解液要小，所以對一些具有鉚釘、狹縫、砂眼的零件，特別是對壓鑄、澆鑄件的陽極氧化處理較為適用。
隨著氧化過程的進行，鋁不斷地進入電解液中。由于溶解的鋁與鉻酸化合，所以游離鉻酸的含量將隨著處理時間的延續而減少，這將導致膜的耐蝕性降低。因此，要定時間向電解液中補充鉻酐。
鉻酸電解液中的有害雜質是Cr3+、Cl-、SO4.為了保證陽極氧化的質量，在進行陽極氧化時，要注意分別控制這些有害成分的含量。
目前還有一種取代鉻酸陽極氧化的薄層陽極氧化工藝，即鋁合金的硼酸－硫酸陽極氧化工藝。該工藝屬清潔工藝，對環境保護有積極意義。
（8）草酸電解液中的陽極氧化
用該種方法得到的氧化膜的電絕緣性好，因此多用于絕緣氧化。所生成的氧化膜是一種厚且有彈性的膜，可用于鋁線材的加工處理。這種電解液的缺點是有毒，價格昂貴，生產過程中在陰極上可還原成羥基乙酸，而在陽極上被氧化成二氧化碳，因此電解液不穩定。
在草酸電解液中陽極氧化的特點是所用的電壓較高。這是由于氧化膜的結構很致密，電阻大，如果不增加電壓，氧化膜就不能增厚。在氧化過程開始時，電流和電壓的增加應該緩慢進行。因為，如果操之過急則會造成新生膜層中不均勻處的電流集中，這將導致該處出現嚴重的電擊穿，從而會引起金屬鋁材的腐蝕。因此，在實際應用中，一旦發現電流突然上升（電壓下降），則說明正常陽極氧化過程被破壞了。另外，由于所采用的電壓很高，電解液中的溫度往往不均勻，這就要求劇烈地攪拌電解液。生產中多采用凈化了的壓縮空氣來進行攪拌。為了提高氧化膜絕緣性能的穩定性，最后可將氧化后的零件或鋁線用清漆或絕緣漆浸泡。
上述工藝適用于純鋁和鋁鎂合金，但不適用于鋁－銅合金，其原因是由于鋁－銅合金中的AlCu2在陽極氧化時會被溶解，造成膜層的疏松多孔。
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