Capítulo 1: Introducción
El propósito del anodizado de aleación de aluminio: mejorar la dureza superficial de la pieza de trabajo, la resistencia al desgaste, la resistencia a la corrosión y otras propiedades, buen rendimiento de aislamiento, puede cambiar y mejorar significativamente la apariencia y el rendimiento de la aleación de aluminio. La aleación de aluminio a través del pretratamiento químico, también puede ser galvanizada, electroforesis, pulverización, etc., la superficie de la aleación de aluminio con revestimiento metálico o revestimiento de polímero orgánico, para mejorar aún más el efecto decorativo y protector de la aleación de aluminio.
1.2 Tecnología de tratamiento de superficies de aleación de aluminio
Tecnología de tratamiento de superficies de aleación de aluminio: pretratamiento mecánico de la superficie (pulido mecánico o barrido, etc.), pretratamiento químico o tratamiento químico (conversión química o galvanoplastia química). Tratamiento electroquímico (anodizado o galvanoplastia, etc.), tratamiento físico (pulverización, esmaltado y otras técnicas de modificación de la superficie física), etc.
1.3 Aleación de aluminio y anodizado
Diferentes componentes de las aleaciones de aluminio son adecuados para diferentes propósitos de anodizado, como el rendimiento de anodizado de las aleaciones de aluminio-cobre (especialmente el anodizado brillante) generalmente no es bueno,
Capítulo 2 Tratamiento mecánico de la superficie del aluminio
La apariencia y aplicabilidad del aluminio y sus productos de aleación dependen en gran medida del pretratamiento de la superficie antes del acabado, y el tratamiento mecánico es uno de los principales métodos de pretratamiento de la superficie.
El tratamiento mecánico se divide generalmente en:
Pulido (pulido, pulido, pulido o pulido espejo), granallado (chorro), cepillado, laminado y otros métodos
Propósito del tratamiento mecánico:
1) Proporcionar buenas condiciones aparentes para mejorar la calidad del acabado superficial
2) Mejorar el grado del producto
3) Reducir el impacto de la soldadura
4) Producir efecto decorativo
5) Obtener una superficie limpia
Capítulo 3 Pulido químico y pulido electroquímico
El anodizado brillante solo mediante el uso de un tratamiento especial de pulido químico y pulido electroquímico, para garantizar una alta calidad de la superficie del espejo después del anodizado.
Proceso de pulido químico común: ácido fosfórico - ácido sulfúrico - ácido nítrico
Procesos comunes de pulido electroquímico: ácido sulfúrico - ácido crómico, ácido fosfórico - ácido sulfúrico - ácido crómico y carbonato de sodio - fosfato trisódico, etc.
Capítulo 4 Limpieza y grabado químico
Propósito de la limpieza química:
Debido al uso de lubricante, aceite de laminación en el proceso de producción de aluminio, el uso de pasta de pulido en el pulido mecánico, el uso de aceite antioxidante y otros aceites necesarios en presencia de productos semiacabados; Además, el aluminio en el proceso de operación y el proceso de transporte no se presta un poco de atención, es probable que se adhiera a la lubricación innecesaria de equipos mecánicos, polvo, partículas de impurezas de contaminantes, grave formará suciedad. Después de que la superficie de aluminio entra en contacto con grasa o contaminantes, evitará que la superficie entre en pleno contacto con la solución de tratamiento, y no puede obtener una superficie de humectación uniforme. Si la grasa o los contaminantes se introducen en el tanque, la composición del tanque se destruirá. Por lo tanto, el proceso de tratamiento de la superficie de aluminio debe primero limpiar cuidadosamente con productos químicos, eliminar la superficie de grasa, contaminantes, suciedad, película de óxido de la superficie de aluminio, etc., para que el aluminio obtenga una superficie limpia, lisa y uniforme.
Propósito del grabado:
La superficie grabada que hace que la superficie del aluminio produzca una dispersión uniforme se llama generalmente superficie mate.
Capítulo 5 Anodizado de aluminio y película de anodizado
5. Proceso de anodizado de aluminio
El comportamiento de polarización del aluminio como ánodo en varias soluciones electrolíticas se puede dividir en al menos 5 casos, de los cuales la película de anodizado de tipo barrera y la película de anodizado de tipo poroso pertenecen al alcance del anodizado de aluminio definido por las normas nacionales, y a continuación solo se presenta una breve introducción a los dos procesos de anodizado.
5.1.1 Anodizado de tipo barrera
En el caso de que la solución electrolítica sea básicamente insoluble a la película de óxido anódico, en la sal neutra, el voltaje inicial aumenta rápidamente con el tiempo de oxidación anódica a un voltaje relativamente alto, y si este voltaje aumenta más allá del voltaje de ruptura, la película de óxido se rompe. Si este voltaje no alcanza el voltaje de ruptura, entonces a este voltaje, la corriente cae rápidamente a cerca de cero o un valor de corriente de fuga muy pequeño, momento en el que la reacción electroquímica en realidad se detiene. El llamado "valor de corriente de fuga" puede ser principalmente la corriente electrónica de defectos, impurezas o películas locales en la película. En este momento, se genera una película de óxido anódico de tipo barrera.
5.1.2 Anodizado de agujeros
En el caso de la disolución "limitada" de la solución electrolítica a la película de oxidación anódica, el medio se utiliza generalmente en ácido y otras soluciones, y el cambio de voltaje es similar a la "oxidación anódica de tipo barrera" al principio, pero la disminución no ha alcanzado un valor mínimo, y luego sube a un voltaje estable relativamente constante, manteniendo la reacción electroquímica de oxidación anódica. En este momento, se genera una película de óxido anódico porosa.
Otros tienen un punto de anodizado por corrosión (no puede generar una película de anodizado completa), solo pulido electrolítico o grabado electrolítico en medios ácidos fuertes.
5.2 Estructura y apariencia de la línea de anodizado
Los poros de la película de óxido anódico porosa son agujeros regulares perpendiculares a la superficie del metal, y la densidad de los agujeros es muy grande, generalmente alcanza 76 mil millones /CM2 5.3 El grosor, la estructura y la composición de la película de óxido anódico porosa se compone de dos partes, es decir, la capa de barrera y la capa porosa.
El grosor de la película de óxido anódico δa=KIt
K: es una constante de proporcionalidad
I: Densidad de corriente anódica (A/dm2)
t: Tiempo de anodizado (min)
Tenga en cuenta que el grosor de la película anodizada es un valor límite, y la fórmula anterior no significa que el grosor de la película anodizada aumentará sin límite con el tiempo.
La capa de barrera de la película de óxido anódico es un óxido amorfo denso no poroso, y la capa porosa se compone de alúmina amorfa.
Capítulo 6 Proceso de oxidación anódica
6. Proceso de anodizado con ácido sulfúrico
El proceso de formación de una película de anodizado en la superficie del aluminio mediante la electrólisis de aluminio en un electrolito de ácido sulfúrico con aluminio como ánodo se llama anodizado de aluminio-ácido sulfúrico.
La película de óxido generada por el anodizado directo de ácido sulfúrico tiene las siguientes características:
6.1.1 Bajo costo de producción
6.1.2 Alta transparencia de la película. Generalmente, la película de óxido de ácido sulfúrico es incolora y transparente, el aluminio más puro, mejor es la transparencia de la película, los elementos de aleación Si, Fe, Mn reducirán la transparencia, pero Mg no tiene ningún efecto sobre la transparencia, y es más adecuado para el anodizado brillante después del pulido.
6.1.3 Buena resistencia a la corrosión y al desgaste
6.1.4 La coloración electrolítica y la coloración química son fáciles. La película de óxido de ácido sulfúrico es porosa, incolora y transparente, no se ve afectada por el color, en el proceso de coloración electrolítica, los iones metálicos pueden precipitarse desde el fondo del agujero y el color del cabello, de modo que el color sea hermoso, la luz y la resistencia a la intemperie sean buenas; En la coloración química, la membrana porosa tiene una fuerte fuerza de adsorción, y es fácil penetrar el líquido de tinte en el agujero de la membrana, y se producen efectos químicos o físicos, tiñendo en una variedad de colores brillantes.
6.2 Otros procesos de anodizado con ácido
Proceso de anodizado con ácido crómico, proceso de anodizado con ácido oxálico, proceso de anodizado con ácido fosfórico
Capítulo 7 Anodizado duro
La tecnología de anodizado duro del aluminio es una tecnología de anodizado con la dureza y la resistencia al desgaste de la película de anodizado como sus principales características. Esta película se utiliza generalmente para aplicaciones de ingeniería general o aplicaciones militares, y el grosor de la película suele ser superior a 25um.
7.1 Relación entre el anodizado duro y el material
El rendimiento del proceso de anodizado duro y la película de anodizado duro se ve muy afectado por el tipo y el proceso de producción de la aleación de aluminio, además del modelo de aleación de aluminio, la forma de la aleación de aluminio también tiene un impacto en el anodizado duro, la forma de la aleación de aluminio deformada tiene lámina, hoja, material de extrusión, forjas y fundiciones, debido a la estructura de la aleación de aluminio y el tamaño y la forma del grano diferentes, los procesos de anodizado duro también son diferentes.
7.1.1 La placa delgada tiene una estructura de cristal fino, y el grano se alarga en la dirección de laminación. El principal problema es que la tendencia de quemado de la sección estrecha es grande.
7.1.2 El principal problema del material de extrusión es que puede haber una banda de cristal grueso en la dirección de extrusión, que está en el medio de la superficie del perfil hueco, o concentrada en algunas partes especiales del perfil. Esta situación es más común en la aleación 6061, y la aleación 6063 es ligeramente. Los defectos de esta estructura provienen de la anisotropía de la aleación de extrusión, y la velocidad de anodizado de diferentes orientaciones de grano es diferente, lo que puede afectar el grosor desigual de la película de óxido en la superficie del aluminio.
7.1.3 La superficie original forjada a menudo tiene una gruesa película de oxidación térmica, que debe eliminarse por métodos especiales, y la forja puede usarse comúnmente para desprender una gran cantidad de superficie mediante procesamiento mecánico, momento en el cual la estructura de cristal grueso interno se revela después del anodizado duro, lo que a veces ocurre en materiales extruidos.
7.1.4 La fundición no es una aleación deformada, generalmente contiene un alto contenido de silicio, a veces contiene aproximadamente un 5% de Cu, el objetivo principal de la fundición no es permitir que exista en la cavidad interna. Es difícil anodizar fundiciones de aleación de aluminio con alto contenido de silicio.
7.2 Propiedades de la película de óxido anódico duro
Alta dureza y alta resistencia al desgaste, y debido a la densidad relativamente alta y la baja porosidad, la película tiene un alto aislamiento eléctrico y resistencia a la corrosión.
Capítulo 8 Coloración y sellado del anodizado
Después de anodizar aluminio y aleación, se forma una capa de película de óxido porosa en su superficie. Después del tratamiento de coloración y sellado, se pueden obtener varios colores, y se puede mejorar la resistencia a la corrosión y al desgaste de la película.
8. Coloración con pigmentos inorgánicos
El mecanismo de coloración de los pigmentos inorgánicos es principalmente la adsorción física, es decir, las moléculas de pigmento inorgánico se adsorben en la superficie de los microporos de la capa de película para el llenado. El color del color del método no es brillante, la fuerza de unión con el sustrato es pobre, pero la luz rápida es mejor
8.2 Coloración con tinte orgánico
El mecanismo de coloración de los tintes orgánicos es más complejo, y generalmente se cree que existen adsorción física y reacciones químicas. Los tintes orgánicos tienen un color brillante y una amplia gama de colores, pero poca solidez a la luz.
8.3 Coloración electrolítica
La coloración electrolítica consiste en colocar el aluminio anodizado y su aleación en el electrolito que contiene sal metálica para la electrólisis. A través de la reacción electroquímica, los iones de metales pesados que entran en los microporos de la película de óxido se reducen a átomos metálicos y se depositan en la capa no porosa en la parte inferior del agujero para la coloración. La película de óxido de color obtenida por el proceso de coloración electrolítica tiene las ventajas de buena resistencia al desgaste, resistencia al sol, resistencia al calor, resistencia a la corrosión y estabilidad del color, etc. En la actualidad, los perfiles de construcción se utilizan ampliamente.
8.4 Sellado
Después de anodizar aluminio y aleación, ya sea que esté coloreado o no, debe cerrarse a tiempo, el propósito es fijar el tinte en el microagujero, evitar la filtración y mejorar la resistencia al desgaste, la resistencia al sol, la resistencia a la corrosión y el aislamiento de la película. Los métodos de sellado incluyen el método de sellado con agua caliente, el método de sellado con vapor de agua, el método de sellado con bicromato, el método de sellado por hidrólisis y el método de sellado por llenado.
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