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鋁及鋁合金表面成膜處理技術探討

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鋁及鋁合金表面成膜處理技術探討

發布日期:2017-02-07 作者: 點擊:

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鋁及鋁合金在大氣中會自然生成一層膜,但這層膜很薄、容易劃破,所以不足以充當鋁及鋁合金的保護膜。因此,為了提高鋁及鋁合金的耐蝕性能,需要賦予其一層厚實且致密的氧化膜。于是人們就通過一些方法使其生成一層厚實致密的氧化膜。

  鋁的表面成膜處理技術主要有陽極氧化、化學轉化、電鍍與化學鍍和有機物涂裝等,下面就介紹這幾種鋁成膜處理技術。

  (1)陽極氧化處理

  陽極氧化是鋁的“萬能”的表面處理技術,也是目前工業上應用最為廣泛鋁的保護方法。鋁的陽極氧化膜的硬度高、耐腐蝕性能和耐磨損性能好,而且具有很好的透明度,從而使在陽極氧化處理之后的表面保持鋁原有的金屬質感。陽極氧化處理使的鋁合金的表面獲得保護性和裝飾性,而且可以得到某些工程特性,如耐磨性和其它功能特性。不論是建筑用鋁的普通陽極氧化,還是工程用鋁的硬質陽極氧化,其原理都是相同的,只是操作參數的差別而已。

  近年來興起的微弧氧化,也叫火花陽極氧化、微等離子體氧化、微等離子表面陶瓷化處理等,是電化學過程與物理放電過程共同作用的結果。普通陽極氧化膜、包括硬質陽極氧化膜都是生成非晶態的陽極氧化膜,而微弧氧化膜則含有相當數量的晶態氧化鋁成分。這個成分是一個硬度很高溫相,因此微弧氧化膜的硬度特別高,耐磨性也特別好。

  (2)化學轉化處理

  鋁的化學轉化處理,如鉻化、磷鉻化或無鉻化的化學轉化等,通常作為有機聚合物涂裝的底層,有時候也作為鋁的最終表面處理手段,其中以傳統的鉻化膜的耐腐蝕性最好。由于化學轉化膜比較薄,其表面保護性能一般不如陽極氧化膜。雖然鉻化膜目前仍是正在采用的一種鋁的保護膜,為了消除化學轉化處理正從傳統的鉻酸鹽處理,轉向開發無鉻的化學轉化處理技術,或者采用不水洗的鉻酸鹽處理技術。

  (3)電鍍或化學鍍處理

  電鍍和化學鍍本身是一項比較成熟的,得到金屬鍍層的表面處理技術。關鍵在于鋁的極強的表面化學活性,使得電鍍層對于鋁的附著力往往很差,必須采取可靠的專門的鍍前預處理,以保證金屬電鍍層或化學鍍層對于鋁的附著力。目前鋁進行電鍍前的預處理主要是鋅酸鹽處理,也俗稱浸鋅處理。

  (4)有機物涂裝處理

  有機物涂裝處理技術包括刷涂、浸涂、噴涂和電泳等,在建筑鋁型材的有機聚合物涂裝中,電泳涂裝和靜電噴涂最為普遍和可靠。有機物聚合物涂裝通常用化學轉化膜作為底層,有時也有采用陽極氧化膜作為底層。陽極氧化電泳復合膜起源于日本,是在鋁的陽極氧化膜上,陽極電泳有機聚合物形成的。有機聚合物噴涂膜處理在歐洲的應用比較普遍,近年來這種處理在我國建筑鋁型材表面處理方面迅速發展,幾乎已于陽極氧化處理平分秋色。

  其他物理處理方法基本上處于研究或開發階段,例如離子注入,物理氣相沉積、表面激光處理等,目前還不具備大規模工業化的生產條件。


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