铝合金蚀刻加工时化学氧化方法

时间:2013-10-10 作者:dlz0099 分享到:

化学氧化方法由于生产周期短、氧化过程中不需要电能消耗、设备投入少、对于批量加工可进行低成本生产而被普遍采用。化学氧化得到的膜层有一定的抗腐蚀能力和高度的涂料附着特性,从而为这层氧化膜提供了足够的应用价值.这种加工方法还可用于铝合金部件的暂时保护处理。
就其化学/电化学机理而言,要使化学氧化膜具有保护作用,首先得使这层氧化膜紧密而完整,而是否完整的必要条件是氧化物的体积要大于所消耗的金属的体积,即:
m/(x ” D)>A/d
式中A-一金属原子质量;
m—对应氧化物分子质量;
d—金属密度;
D—对应氧化物密度;
x—一个分子氧化物中金属原子个数。
整理上式得:
(m·d)/(x·D·A)>1
式中比值如果过大且质地较脆的氧化膜没有保护作用。一般认为1<(m ” d)/(x”D”A)<2.5-3时,具有较好的保护性。铝的比值在1.28,所以铝具有在特定条件下可生成紧密完整保护膜的特性。
将铝浸人沸水中,铝表面会快速生成一层自然的氧化膜并不断增厚,其化学反应式如下。

阳极反应
Al+- Al3+ +3e ? ?(4一1)
阴极反应
3H2O+3e— 30H一十6H ? ?(4-2)

从上式中可以看出随着反应的进行.金属周围溶液OH一浓度增高,与离子状态的铝形成氢氧化物,并释放出H2O
2AI3+ +60H一+6H一2Ai(OH)3+3H2个 ??(4一3)

 

生成的氢氧化物会阻止反应的继续进行,所以当膜层厚度增加到某一极限值时,因生成的膜层无孔隙,溶液不能和基体铝接触,氧化过程将终止。这种膜层的主要成分是铝水石(a-A1203 ” H20或A1O-OH)。自然状态下生成的这一膜层较薄,呈无微孔晶形结构使膜层致密,在自来水和矿泉水中具一定抗蚀能力.在水中加人对膜层有溶解作用的物质会使膜层增厚(见图4-1),
为了取得较厚氧化膜层,必须在氧化溶液里加人可溶解氧化膜的添加物质,将生成的氧化膜溶解一部分,以利于在含有氧化性物质的弱碱性或弱酸性溶液对铝基体继续进行化学氧化,才能得到较厚的膜层。

铝合金蚀刻加工时化学氧化方法

常用的氧化溶液有两种:一种是由铬酸盐、碳酸盐等物质组成的抑制的碱性化学氧化溶液;另一种是在铬酸及其盐的溶液中含有氟化物、H3 PO4 . H3 BO3等物质组成的弱酸性溶液。

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