課件：表面陽極化工藝講解

金屬零件的陽極化工藝《航空發(fā)動機(jī)修理技術(shù)》航空維修工程學(xué)院何為金屬零件陽極化金屬零件的陽極化是一種金屬零件表面處理工藝，金屬材料在電解質(zhì)溶液中，通過外施陽極電流，使其表面形成氧化膜的一種材料保護(hù)技術(shù)。又稱表面陽極氧化。鋁合金表面陽極化效果圖金屬陽極氧化目的使產(chǎn)品有耐腐蝕、耐磨性的效果，并且有一定的裝飾性，從而滿足產(chǎn)品的使用要求。通過陽極化提高零件耐腐蝕性金屬陽極氧化目的絕緣性耐蝕性金屬表面陽極化處理后耐磨性硬度耐熱性均有大幅度提高均有大幅度提高鋁及鋁合金零件陽極化實(shí)施陽極化處理最多的金屬材料是鋁。鋁的陽極氧化一般在酸性電解液中進(jìn)行，以鋁為陽極。在電解過程中，氧的陰離子與鋁作用產(chǎn)生氧化膜。這種膜在初形成時(shí)不夠細(xì)密，雖有一定電阻，但電解液中的負(fù)氧離子仍能到達(dá)鋁表面繼續(xù)形成氧化膜。鋁及鋁合金零件陽極化隨著膜厚度增大，電阻也變大，從而電解電流變小。這時(shí)，與電解液接觸的外層氧化膜發(fā)生化學(xué)溶解。當(dāng)鋁表面形成氧化物的速度逐漸與化學(xué)溶解的速度平衡時(shí)，這一氧化膜便可達(dá)到這一電解參數(shù)下的最大厚度。鋁的陽極氧化膜外層多孔，容易吸附染料和有色物質(zhì)，因而可進(jìn)行染色，提高其裝飾性。氧化膜再經(jīng)熱水、高溫水蒸氣或鎳鹽封閉處理后，還能進(jìn)一步提高其耐蝕性和耐磨性。鋁及鋁合金零件陽極化除鋁外，工業(yè)上采用表面陽極化處理的金屬還有鎂合金、銅和銅合金、鋅和鋅合金、鈦合金、鋼、鎘等金屬。鋁及鋁合金零件陽極化修理前修理后為某航空公司鋁合金部件進(jìn)行表面陽極化處理鋁陽極化機(jī)理在陽極上析出的氧不僅是分子態(tài)的氧(O2)還包括原子氧以及離子氧，通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的Al2O3

膜：2Al+3[O]=Al2O3+1670.5J。應(yīng)指出，生成的氧并不是全部與鋁作用，一部分以氣態(tài)的形式析出。鋁陽極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過時(shí)，將發(fā)生以下的反應(yīng)：鋁陽極化機(jī)理陽極氧化膜的性質(zhì)氧化膜結(jié)構(gòu)的多孔性；氧化膜的耐磨性；氧化膜的抗蝕性；氧化膜的電絕緣性；氧化膜的絕熱性；氧化膜的結(jié)合力高；氧化膜的硬度高；氧化膜的裝飾性。硬質(zhì)陽極化耐磨性多孔性抗腐蝕性裝飾性氧化膜的生長過程總體上說包含兩個(gè)方面：1.是氧化膜的生產(chǎn)過程。2.氧化膜的化學(xué)溶解過程。氧化膜生長的四個(gè)階段（A-B-C-D）氧化膜的生長過程通電瞬間，氧和鋁有很大親和力，鋁基材迅速形成一層致密無孔的阻擋層，其厚度取決于槽電壓。A氧化膜的生長過程由于氧化鋁原子體積大，故發(fā)生膨脹，阻擋層變得凹凸不平，造成電流分布不均勻，凹處電阻小，電流大，凸處相反。B氧化膜的生長過程凹處在電場作用下發(fā)生電化學(xué)溶解以及H2SO4的化學(xué)溶解，凹處逐漸變成孔穴，凸處變成孔壁，阻擋層向多孔層轉(zhuǎn)移。C氧化膜的生長過程多孔膜形成過程：陽極氧化初期，電流密度一般均超出臨界電流密度，形成均勻的壁壘型膜；壁壘型膜逐漸成長。當(dāng)電流密度低于臨界值時(shí)，鋁離子不能再形成新膜物質(zhì)，膜的表面暴露在電解液中受到浸蝕；D氧化膜的生長過程多孔膜形成過程：進(jìn)一步陽極氧化，溶液對膜的浸蝕變得不均勻；形成的空洞之間存在發(fā)展競爭。這種發(fā)展有“自催化”作用；發(fā)展較快的空洞（主空洞）在向膜深處和橫向發(fā)展；D氧化膜的生長過程多孔膜形成過程：主空洞繼續(xù)沿縱向和橫向發(fā)展，相鄰主空洞之間互相靠近，主空洞之間的小空洞停止生長；空洞停止橫向發(fā)展，僅沿縱向深入，孔徑固