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硬質(zhì)陽極氧化是一種鋁卷鋁板及其合金特殊的陽極氧化法,有的也稱厚膜陽極氧化,是20世紀(jì)50年代前后的重要的功能氧化工藝之一。硬質(zhì)膜的硬度較高,在純鋁上所得的硬度可以達(dá)到1000HV以上,超過硬鉻的硬度。早期的硬質(zhì)陽極氧化一般在低溫低濃度和強(qiáng)制攪拌方式進(jìn)行,這樣條件下生成的氧化膜在電解液中溶解較慢,所得的膜層厚度就比較厚,但膜層生長速度慢,生產(chǎn)成本高,且對(duì)鍛鋁、高硅、高銅鋁合金等特殊鋁材不適用。 目前對(duì)于硬質(zhì)氧化的改進(jìn)非?;钴S,主要于兩個(gè)方面。一是加入添加劑:另外則為改變的直流施壓方式。加入添加劑主要是為了降低電解液對(duì)氧化膜層的溶解速度和允許溫度范圍。有機(jī)梭酸,如、乳酸、酒石酸、磺基水楊酸等為常用的硬質(zhì)氧化添加劑;還有一些特殊的添加劑如金屬鹽、氟化鈣、粗蔥、木質(zhì)素等。 這些添加劑的加入,能改變陽極氧化過程中化學(xué)、電化學(xué)行為,降低膜層的溶解速度和孔隙率,并可使氧化溫度到5-20℃,有的甚至可以到40℃.在有關(guān)硬質(zhì)陽極氧化的研究中,電源波形和電源設(shè)備的研究是為活躍的一個(gè)領(lǐng)域,從直流、交直流且加、脈沖電流一直到交流都開展了大量的研究。 這些工藝大都為了改善高合金成分材料的陽極氧化,燒穿或工作溫度,膜層的硬度、厚度或耐磨性等。脈沖氧化適合一些難氧化的鋁合金的硬質(zhì)氧化,在已經(jīng)得到推廣.脈沖可以實(shí)現(xiàn)大電流密度快速硬質(zhì)陽極氧化,成膜速率可達(dá)1.5um/min。
列出了質(zhì)量分?jǐn)?shù)與氧化電壓之間的關(guān)系,及其得到的不同性能的氧化膜。由于陽極氧化工藝具有較大優(yōu)勢(shì),所以其不管是理論研究還是工藝研究,都非常的活躍。羅一帆等研究了氧化溶液中的雜質(zhì)及濃度、溫度和電流密度對(duì)鋁合金陽極氧化膜層顯微硬度及厚度的影響,并提出了氧化工藝的方法。 比較了常溫和低溫下鋁陽極氧化的效果,發(fā)現(xiàn)較高溫度下氧化膜孔呈呈合花狀,孔口大而孔底窄,孔徑達(dá)到25m,而3℃絡(luò)結(jié)構(gòu),有如樺樹葉的堆積,孔隙率在200nm左右。一般陽極氧化都是在25℃以下進(jìn)行,為了生產(chǎn)效率,研究人員對(duì)氧化添加劑進(jìn)行了研究。 在原槽液中添加適量、乳酸、丙三醇和鎳,發(fā)現(xiàn)能在保證膜層質(zhì)量的前提下,有效擴(kuò)大工藝溫度范圍,生產(chǎn)效率。KumarCS等在溶液中添加了甘油、乳酸、鋁酸鈉等組成復(fù)合氧化液,采用1.3-1.4A/dm2的電流密度,在2024鋁合金上了耐蝕性優(yōu)異的白色氧化膜。 在含有欽按酸溶液中,TakenakaT等采用恒流氧化制得了黑色陽極氧化膜.鋁陽極氧化膜的形成是一個(gè)涉及物理、化學(xué)和電化學(xué)等諸多方面的復(fù)雜過程,同時(shí)還受到電解液、氧化電壓、反應(yīng)溫度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)的影響,陽極氧化機(jī)理研究并不容易。
一般地,品粒越小,材料的力學(xué)性能越好。晶粒大小對(duì)材料力學(xué)性能的影響源于晶界,因?yàn)槠方缡俏诲e(cuò)運(yùn)動(dòng)的,在一個(gè)晶粒內(nèi)部,必須塞積足夠數(shù)量的位錯(cuò)才能提供必要的驅(qū)動(dòng)力,使相鄰晶粒中的位錯(cuò)源開動(dòng)井產(chǎn)生宏觀可見的塑性變形。 因而,減小晶粒尺寸將增加位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的數(shù)目,使材料的強(qiáng)度得到,同時(shí)又不降低其塑性和韌性。許多金屬和合金的屈服強(qiáng)度與晶粒尺寸之間的關(guān)系在常溫下符合霍爾一派奇(Hall-fetch)公式,即:經(jīng)過后的鋁合金,由于柱狀晶和枝晶被破碎,使得晶粒顯著細(xì)化,因此,強(qiáng)度可以得到有效。 鑄造缺陷的:由于鑄模形狀、澆注溫度、冷卻速度等因素的影響,在合金鑄錠中往往會(huì)存在許多鑄造缺陷。過程中,幾種鑄造缺陷將得到:柱狀晶和枝晶被破碎,從而在一定程度上減小成分不均;通過氣孔的壓合,使材料的致密度;在三向壓應(yīng)力作用下,鑄造產(chǎn)生的縮孔和疏松可以得到焊合。 正是由于加工對(duì)鑄造缺陷的,合金的力學(xué)性能可得到大幅度。例如AI-Zn-Mg-Cu超高強(qiáng)變形合金,具有高的比強(qiáng)度,較好的耐蝕性和較高的韌性,成為、交通運(yùn)輸重要的結(jié)構(gòu)材料之一.本嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定,絡(luò),如有請(qǐng)告知。
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