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铝及铝合金表面成膜处理技术探讨

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铝及铝合金表面成膜处理技术探讨

发布日期:2017-02-07 作者: 点击:

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铝及铝合金在大气中会自然生成一层膜,但这层膜很薄、容易划破,所以不足以充当铝及铝合金的保护膜。因此,为了提高铝及铝合金的耐蚀性能,需要赋予其一层厚实且致密的氧化膜。于是人们就通过一些方法使其生成一层厚实致密的氧化膜。

  铝的表面成膜处理技术主要有阳极氧化、化学转化、电镀与化学镀和有机物涂装等,下面就介绍这几种铝成膜处理技术。

  (1)阳极氧化处理

  阳极氧化是铝的“万能”的表面处理技术,也是目前工业上应用最为广泛铝的保护方法。铝的阳极氧化膜的硬度高、耐腐蚀性能和耐磨损性能好,而且具有很好的透明度,从而使在阳极氧化处理之后的表面保持铝原有的金属质感。阳极氧化处理使的铝合金的表面获得保护性和装饰性,而且可以得到某些工程特性,如耐磨性和其它功能特性。不论是建筑用铝的普通阳极氧化,还是工程用铝的硬质阳极氧化,其原理都是相同的,只是操作参数的差别而已。

  近年来兴起的微弧氧化,也叫火花阳极氧化、微等离子体氧化、微等离子表面陶瓷化处理等,是电化学过程与物理放电过程共同作用的结果。普通阳极氧化膜、包括硬质阳极氧化膜都是生成非晶态的阳极氧化膜,而微弧氧化膜则含有相当数量的晶态氧化铝成分。这个成分是一个硬度很高温相,因此微弧氧化膜的硬度特别高,耐磨性也特别好。

  (2)化学转化处理

  铝的化学转化处理,如铬化、磷铬化或无铬化的化学转化等,通常作为有机聚合物涂装的底层,有时候也作为铝的最终表面处理手段,其中以传统的铬化膜的耐腐蚀性最好。由于化学转化膜比较薄,其表面保护性能一般不如阳极氧化膜。虽然铬化膜目前仍是正在采用的一种铝的保护膜,为了消除化学转化处理正从传统的铬酸盐处理,转向开发无铬的化学转化处理技术,或者采用不水洗的铬酸盐处理技术。

  (3)电镀或化学镀处理

  电镀和化学镀本身是一项比较成熟的,得到金属镀层的表面处理技术。关键在于铝的极强的表面化学活性,使得电镀层对于铝的附着力往往很差,必须采取可靠的专门的镀前预处理,以保证金属电镀层或化学镀层对于铝的附着力。目前铝进行电镀前的预处理主要是锌酸盐处理,也俗称浸锌处理。

  (4)有机物涂装处理

  有机物涂装处理技术包括刷涂、浸涂、喷涂和电泳等,在建筑铝型材的有机聚合物涂装中,电泳涂装和静电喷涂最为普遍和可靠。有机物聚合物涂装通常用化学转化膜作为底层,有时也有采用阳极氧化膜作为底层。阳极氧化电泳复合膜起源于日本,是在铝的阳极氧化膜上,阳极电泳有机聚合物形成的。有机聚合物喷涂膜处理在欧洲的应用比较普遍,近年来这种处理在我国建筑铝型材表面处理方面迅速发展,几乎已于阳极氧化处理平分秋色。

  其他物理处理方法基本上处于研究或开发阶段,例如离子注入,物理气相沉积、表面激光处理等,目前还不具备大规模工业化的生产条件。


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