铝阳极氧化常见问题分析氧化膜电解液金属

铝阳极氧化是以铝或铝合金为阳极，铅板为阴极，在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解，在表面形成氧化膜（厚度一般为3-15微米）。其中，硫酸阳极氧化应用最为广泛，硫酸阳极氧化涂层具有高吸附能力，易于密封和着色，耐腐蚀，明显美化外观等优点。

硫酸阳极氧化操作方便，电解液稳定，成本不高，是一种成熟的工艺方法。但硫酸阳极氧化过程中也难免出现一些问题，影响氧化膜的质量。

分析故障原因，采取有效预防措施。这对于提高铝合金硫酸阳极氧化质量具有重要的现实意义。

1、铝合金产品经硫酸阳极氧化后，会出现部分未氧化的膜，有明显的黑点和条纹，氧化膜会有鼓包，此类故障很少见，但确实会发生。

上述故障的原因一般与铝和铝合金的组成、结构和相位均匀性有关，或者与溶解在电解质中的一些金属离子或悬浮杂质有关。铝和铝合金的金属相的化学成分、结构和均匀性影响着氧化膜的形成和性能。纯铝或铝镁合金更容易形成氧化物涂层，而且涂层的质量也很好。对于铝硅合金或含铜量高的铝合金，氧化膜更难形成，所形成的涂层是深色、灰色和低光泽的。如果表面由于金属相的异质性、结构的偏析、微观杂质的偏析或不适当的热处理而在每个部件中产生异质性结构，那么选择性氧化或选择性溶解就比较容易产生。如果铝合金的局部硅含量是孤立的，往往是局部没有氧化膜，或产生条纹状的黑点，或因局部选择性溶解而产生孔。电解液中悬浮的杂质、灰尘和铜、铁等金属杂质离子过多，也会使氧化膜上出现黑点或黑条，影响氧化膜的防腐蚀性能。

2、一些在同一槽中处理过的阳极氧化零件可能没有氧化膜，或者氧化膜很薄或不完整，或者在夹具和零件的接触区有烧焦和腐蚀。这种故障往往发生在流酸阳极氧化工艺的执行过程中，严重影响铝合金阳极氧化的质量。

由于铝氧化膜的良好绝缘性，铝合金部件在阳极氧化前必须牢固地安装在一般或特殊的固定装置中，以确保良好的导电性。导电棒应该由铜或铜合金材料制成，以确保有足够的接触面积。夹具和部件之间的接触痕迹必须保持在最低限度，并允许电流自由流动。如果接触面积太小，电流密度太高，零件或夹具就有可能过热而烧毁。没有氧化膜或氧化膜不完整，主要是由于夹具和工件之间的接触不良，导电性差或夹具上的氧化膜没有完全去除。

3、铝合金硫酸阳极氧化后，特别是填充和密封后，用手触摸时，氧化膜松动，变成粉末，并进一步剥落，部件表面露出严重的粉末层，耐腐蚀性差。这种类型的故障主要发生在夏季，特别是在没有冷却系统的硫酸阳极氧化槽。在一个或两个罐体部件被处理后，会出现松散的粉末，这显然会影响氧化涂层的质量。

由于铝合金阳极氧化层的高电阻，在阳极氧化过程中会产生大量的焦耳热。电池电压越高，产生的热量就越大，电解质的温度也不断上升。因此，阳极氧化工艺需要使用搅拌或冷却装置，以保持电解质温度在特定范围内。在正常情况下，温度应控制在13至26℃之间，以提高氧化膜的质量。如果电解液温度超过30℃，氧化膜会松动，变成粉状，降低薄膜的质量，严重时还会造成"烧痕"。如果电解质温度恒定，阳极电流密度也必须受到限制，因为阳极电流密度太高，温度上升得太快。此外，氧化膜容易松动粉末和沙子，这对氧化膜的质量有非常不利的影响。

4、硫酸阳极氧化后的铝合金的氧化膜可能会变得暗淡无光，并可能出现点状腐蚀。在严重的情况下，黑点腐蚀会变得非常明显，以至于零件被报废，出现重大损失。

这些故障往往是偶然的，有特殊的原因。在铝合金的阳极氧化过程中，由于切断电源后又重新开启，而被切断的部分又长期停留在清洗槽中，所以清洗槽的酸性太强，水质不干净，含有悬浮物，所以氧化膜往往是暗淡无光。泥沙经常增加，造成铝合金部件的电化学腐蚀和点状腐蚀的黑点。自来水可能被添加到电解液中，它可能被漂白剂处理过，Cl-含量可能超过标准，或者装有氯化氢的容器可能没有被彻底清洗，可能含有硫酸。这导致多余的Cl-与阳极电解质混合。由此产生的铝合金部件的阳极氧化导致点状腐蚀，产品被丢弃。