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鋁及鋁合金的鈍化技術
鋁及鋁合金的鈍化
一、鋁及鋁合金化學氧化后鈍化
鋁及鋁合金工件化學氧化膜鈍化處理見表1。
表1 鋁及鋁合金化學氧化后鈍化液配方及工藝條件
含量
溫度配方烘烤溫
溶液成分時間備注
-1
號/℃度
/g.L
適用
重鉻酸鉀
90～
5～
于酸
1
30～50
≤90
（K
Cr
O
）
95
10min
性氧
3
4
7
化
適用
于堿
鉻酐（CrO
）
2
20室溫5～15s≤50
4
性氧
化
二、鋁及鋁合金陽極氧化后鈍化
鋁及鋁合金陽極氧化后鈍化膜處理見表2
表2 鋁及鋁合金陽極氧化后鈍化液配方及工藝條件
配方號
12
溶液成分及工藝條件
重鉻酸鉀
40～70
（K
Cr
O
）
3
4
7
50
鉻酸鉀（K
CrO
）
2
4
80～9580
溫度/℃
10～2020
時間/min
三、鋁及鋁合金氧化膜封閉處理
1. 熱水封閉
(1)原理
氧化膜表面和孔壁的Al
O
在熱水(溫度大于80℃)中發生水合反應，
2
3
生成水合氧化鋁，令氧化膜體積膨脹(膨脹率33%～100%)，由于膜膨脹
而使孔徑變小最終封閉。反應式為:
? ? ? ? ? Al
O
?+ H
O → 2AlO(OH) → Al
O
·H
O
2
3
2
2
3?
2
熱水用蒸餾水或去離子水，不用自來水，因自來水易生水垢吸附于
-
2+
3-
2+
孔中令膜透明度下降。普通自來水中的Cl
、SO
、PO
、Cu
均有封
4
4
孔，因而有害。
(2)工藝
溫度：95～100℃。
? pH值：5. 5～6 (用乙酸調節)。
時間：10～30min。
2. 蒸汽封閉
(1)原理與熱水封閉相同。
(2)特點封閉速度快，不受pH值影響，膜的耐蝕性高。在著色孔封閉
時，染料損失比熱水封閉時少。缺點是:壓力容器費用高;大型工件封
閉，不能連續操作，厚氧化膜處理時易破裂，成本較高。
(3)工藝
溫度:100～110℃。
壓力:0. 05～0. 1 MPa。
時間(按膜厚度計):4～5min/μm。
3金屬鹽封閉
將陽極氧化膜浸在金屬鹽溶液中進行封閉，稱為金屬鹽封閉。所用金
屬鹽有鐵、鉆、鎳、輻、鋅、銅、鋁等醋酸鹽，硝酸鹽，硫酸鹽。其封
孔機理是:金屬鹽水溶液進人陽極氧化膜微細孔發生水解，產生氫氧化
物沉淀，將孔封閉，目前常用有重鉻酸鹽封閉及水解鹽封閉。
(1)重鉻酸鹽封閉
①原理在重鉻酸鹽水溶液中，氧化吸附了重鉻酸鹽后發生化學反應，
生成堿式鉻酸鋁[Al(OH)CrO
]和重鉻酸鋁[Al(OH)Cr
O
]，這些生成物填
4
2
7
充進膜孔隙，從而起到封孔作用。
②溶液配方及工藝條件見表3.
表3 重鉻酸鹽封閉溶液配方及工藝條件
配方
項目
123
-1
重鉻酸鉀/g.L
100
40～55
15
-1
18
4
碳酸鈉/g.L
(或13)
3
-1
氫氧化鈉/g.L
6～7
6.5～7
6.5～7.5
PH值
90～95
90～95
90～95
溫度/℃
2～5
20～30
2～5
時間/min
③幾點注意事項
? ? a. 工件要求封閉處理前，工件一定要清洗干凈，以免將酸帶入封閉槽
中。此外，應防止工件與槽接觸，以免破壞氧化膜。
2+??
? ? b. 二對封閉液中雜質進行限制當SO
> 0. 2g/L時，可加人適量鉻酸
4
2+?
鈣(CaCrO
)沉淀過濾排除，否則會令封閉工件色變淡且發白;當SO
>
4
4
0.02g/L時，可添加硫酸鋁鉀[K
Al
(SO
)
.24H
O]0.1～0.15g/L，否則會
2
2
4
4
2
l-?
令封閉工件發白，耐蝕性下降。當C
> 1.5 g/L時，封閉液需稀釋或更
換，否則會對工件氧化膜產生腐蝕。
(2)水解鹽類封閉
①原理利用金屬鹽被氧化膜吸附后，發生水解作用，生成氫氧化物沉
淀，填充在孔隙內，達到封閉目的。常用金屬鹽有Co、Ni鹽類，反應式
為：
? ? ? ? NiSO
?+ 2H
O → Ni(OH)
↓+ H
SO
4
2
2
2
4
封孔過程如下。
a. 水合過程產物(透明物)將孔封住。
b. 加水分解。在微孔中產生氫氧化物沉淀。
c. 這些沉淀物與染料分子發生化學反應，形成金屬鉻合物。
②水解鹽封閉溶液配方及工藝條件見表4。
表4 水解鹽封閉溶液
配方工藝條件
序號
含
溫度/
成分PH值時間/min
-1
℃
量/g.L
硫酸鎳
4.2
（NiSO
.7H
O）
4
2
硫酸鈷
0.7
4.5～
（CoSO
.7H
O）
1
80～8510～20
4
2
5.5
乙酸鈉
4.8
（CH
COONa.3H
O）
3
2
硼酸（H
BO
）
5.3
3
3
乙酸鈉
5.5
（CH
COONa.3H
O）
3
2
4.5～
2乙酸鈷
5.580～8510～15
0.1
(CH
COO)
Co.4H
O）
3
2
2
硼酸（H
BO
）
3.5
3
3
乙酸鎳
5.5
(CH
COO)
Ni.4H
O）
3
2
2
乙酸鈷
3
5.5沸點30
1.0
(CH
COO)
Co.4H
O）
3
2
2
硼酸（H
BO
）
8
3
一、鋁及鋁合金化學氧化后鈍化
鋁及鋁合金工件化學氧化膜鈍化處理見表1。
表1 鋁及鋁合金化學氧化后鈍化液配方及工藝條件
含量
溫度配方烘烤溫
溶液成分時間備注
-1
號/℃度
/g.L
適用
重鉻酸鉀
90～
5～
于酸
1
30～50
≤90
（K
Cr
O
）
95
10min
性氧
3
4
7
化
適用
于堿
鉻酐（CrO
）
2
20室溫5～15s≤50
4
性氧
化
二、鋁及鋁合金陽極氧化后鈍化
鋁及鋁合金陽極氧化后鈍化膜處理見表2
表2 鋁及鋁合金陽極氧化后鈍化液配方及工藝條件
配方號
12
溶液成分及工藝條件
重鉻酸鉀
40～70
（K
Cr
O
）
3
4
7
50
鉻酸鉀（K
CrO
）
2
4
80～9580
溫度/℃
10～2020
時間/min
三、鋁及鋁合金氧化膜封閉處理
1. 熱水封閉
(1)原理
氧化膜表面和孔壁的Al
O
在熱水(溫度大于80℃)中發生水合反應，
2
3
生成水合氧化鋁，令氧化膜體積膨脹(膨脹率33%～100%)，由于膜膨脹
而使孔徑變小最終封閉。反應式為:
? ? ? ? ? Al
O
?+ H
O → 2AlO(OH) → Al
O
·H
O
2
3
2
2
3?
2
熱水用蒸餾水或去離子水，不用自來水，因自來水易生水垢吸附于
-
2+
3-
2+
孔中令膜透明度下降。普通自來水中的Cl
、SO
、PO
、Cu
均有封
4
4
孔，因而有害。
(2)工藝
溫度：95～100℃。
? pH值：5. 5～6 (用乙酸調節)。
時間：10～30min。
2. 蒸汽封閉
(1)原理與熱水封閉相同。
(2)特點封閉速度快，不受pH值影響，膜的耐蝕性高。在著色孔封閉
時，染料損失比熱水封閉時少。缺點是:壓力容器費用高;大型工件封
閉，不能連續操作，厚氧化膜處理時易破裂，成本較高。
(3)工藝
溫度:100～110℃。
壓力:0. 05～0. 1 MPa。
時間(按膜厚度計):4～5min/μm。
3金屬鹽封閉
將陽極氧化膜浸在金屬鹽溶液中進行封閉，稱為金屬鹽封閉。所用金
屬鹽有鐵、鉆、鎳、輻、鋅、銅、鋁等醋酸鹽，硝酸鹽，硫酸鹽。其封
孔機理是:金屬鹽水溶液進人陽極氧化膜微細孔發生水解，產生氫氧化
物沉淀，將孔封閉，目前常用有重鉻酸鹽封閉及水解鹽封閉。
(1)重鉻酸鹽封閉
①原理在重鉻酸鹽水溶液中，氧化吸附了重鉻酸鹽后發生化學反應，
生成堿式鉻酸鋁[Al(OH)CrO
]和重鉻酸鋁[Al(OH)Cr
O
]，這些生成物填
4
2
7
充進膜孔隙，從而起到封孔作用。
②溶液配方及工藝條件見表3.
表3 重鉻酸鹽封閉溶液配方及工藝條件
配方
項目
123
-1
重鉻酸鉀/g.L
100
40～55
15
-1
18
4
碳酸鈉/g.L
(或13)
3
-1
氫氧化鈉/g.L
6～7
6.5～7
6.5～7.5
PH值
90～95
90～95
90～95
溫度/℃
2～5
20～30
2～5
時間/min
③幾點注意事項
? ? a. 工件要求封閉處理前，工件一定要清洗干凈，以免將酸帶入封閉槽
中。此外，應防止工件與槽接觸，以免破壞氧化膜。
2+??
? ? b. 二對封閉液中雜質進行限制當SO
> 0. 2g/L時，可加人適量鉻酸
4
2+?
鈣(CaCrO
)沉淀過濾排除，否則會令封閉工件色變淡且發白;當SO
>
4
4
0.02g/L時，可添加硫酸鋁鉀[K
Al
(SO
)
.24H
O]0.1～0.15g/L，否則會
2
2
4
4
2
l-?
令封閉工件發白，耐蝕性下降。當C
> 1.5 g/L時，封閉液需稀釋或更
換，否則會對工件氧化膜產生腐蝕。
(2)水解鹽類封閉
①原理利用金屬鹽被氧化膜吸附后，發生水解作用，生成氫氧化物沉
淀，填充在孔隙內，達到封閉目的。常用金屬鹽有Co、Ni鹽類，反應式
為：
? ? ? ? NiSO
?+ 2H
O → Ni(OH)
↓+ H
SO
4
2
2
2
4
封孔過程如下。
a. 水合過程產物(透明物)將孔封住。
b. 加水分解。在微孔中產生氫氧化物沉淀。
c. 這些沉淀物與染料分子發生化學反應，形成金屬鉻合物。
②水解鹽封閉溶液配方及工藝條件見表4。
表4 水解鹽封閉溶液
配方工藝條件
序號
含
溫度/
成分PH值時間/min
-1
℃
量/g.L
硫酸鎳
4.2
（NiSO
.7H
O）
4
2
硫酸鈷
0.7
4.5～
（CoSO
.7H
O）
1
80～8510～20
4
2
5.5
乙酸鈉
4.8
（CH
COONa.3H
O）
3
2
硼酸（H
BO
）
5.3
3
3
乙酸鈉
5.5
（CH
COONa.3H
O）
3
2
4.5～
2乙酸鈷
5.580～8510～15
0.1
(CH
COO)
Co.4H
O）
3
2
2
硼酸（H
BO
）
3.5
3
3
乙酸鎳
5.5
(CH
COO)
Ni.4H
O）
3
2
2
乙酸鈷
3
5.5沸點30
1.0
(CH
COO)
Co.4H
O）
3
2
2
硼酸（H
BO
）
8
3
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