Pokanje in luščenje anodnega oksidnega filma iz aluminijeve zlitine

Razpoke in luščenje anodnega oksidnega filma iz aluminijeve zlitine lahko povzročijo različni razlogi za nepopolni oksidni film. Razjasnitev vzrokov posameznega pojava lahko bolje poišče načine za lajšanje in popolno rešitev.
1, Pojav in preprečevanje razpok
1. Razlika v linearnem razteznem koeficientu med aluminijevim in anodnim oksidnim filmom
Razlika v linearnem razteznem koeficientu med anodno oksidno folijo aluminija in aluminijevo podlago je pri segrevanju približno 5-kratna. Ko je aluminij podvržen toplotni ekspanziji, je film anodnega oksida, ki nastane in situ na aluminiju, podvržen močni natezni obremenitvi, ki jo nato nabrekel aluminij razvleče. Trši ali debelejši kot je film anodnega oksida, večja je nevarnost termičnih razpok. V skladu s prakso se lahko navaden film za anodiziranje z žveplovo kislino nanese pri 8 μ. Ko je temperatura pod m, lahko prenese največ 250 stopinj visokotemperaturnega pečenja brez razpok, potem ko je zatesnjen z nikljem pri srednjih in visokih temperaturah. Ko debelina preseže 8 μ At m, se je načeloma nemogoče izogniti razpokanju pri pečenju. Hkrati je bilo v poskusu tudi ugotovljeno, da boljši ko je učinek tesnjenja, večja je verjetnost nastanka razpok.
Rešitev: povečajte koeficient linearne razteznosti filma anodnega oksida.
① Izboljšanje porazdelitve druge faze v zlitini lahko prepreči širjenje in premikanje razpok na vmesniku med filmom anodnega oksida in drugo fazo, s čimer se zmanjša pojav razpok.
② Z dodajanjem določene hrapavosti aluminijasti površini se v filmu anodnega oksida inducirajo lokalne drobne razpoke, ki sproščajo napetost in zmanjšujejo pojav večjih razpok.
③ Oblikovanje filma anodnega oksida z visoko poroznostjo je mogoče doseči z oksidacijo z izmeničnim tokom, obdelavo z eloksiranjem aluminija z raztopino za anodno oksidacijo z visoko topnostjo ali z dodajanjem določenih kemikalij v oksidacijski rezervoar za izboljšanje lastnosti por filma anodnega oksida. (kar običajno povzroči povečanje por filma in zmanjšanje trdote oksidnega filma), s čimer se zmanjša pojav razpok.
④ Anodni oksidni film z radialno mikroporozno strukturo je razmeroma mehak in ima znatno povečanje linearnega razteznega koeficienta po eloksiranju s kromovo kislino, kar lahko do neke mere prepreči razpokanje oksidnega filma.
2. Notranja napetost, ki jo ustvari oksidni film med postopkom anodne oksidacije
Običajno je med procesom rasti anodnega oksidnega filma zaradi povečanja prostornine celotna notranjost oksidnega filma pod tlačno obremenitvijo in nagnjena k preprečevanju razpokanja oksidnega filma. Ko se oksidni film zgosti in se gostota toka poveča, se notranja napetost premakne v smeri natezne napetosti. V nekaterih primerih trdo eloksiranje uporablja to lastnost za namerno ustvarjanje razmeroma enotnih in površinsko širokih razpok med oksidacijo. Te razpoke lahko absorbirajo več mazalne masti v kasnejšem okolju uporabe in s tem zmanjšajo obrabo oksidnega filma.
Rešitev: Nadzorujte notranjo napetost eloksiranega filma. Ko je v anodnem oksidnem filmu preostala tlačna napetost, je težko počiti. Zato je zmanjšanje gostote toka, zvišanje temperature oksidacije in skrajšanje časa oksidacije koristno za preprečevanje razpok oksidnega filma.
3. Rast anodnega oksidnega filma na štrlečih delih
Med procesom rasti se prostornina anodnega oksidnega filma postopoma širi, kar je tudi razlog, zakaj lahko štrleči deli aluminijevega materiala tvorijo popoln oksidni film. Če pa je ukrivljenost štrlečega dela premajhna (štrleči del je preoster), širjenje oksidnega filma navzven ne more v celoti pokriti površine aluminija pri ustvarjanju debelejšega oksidnega filma, kar povzroči razpoke od površine do aluminija. substrat.
Rešitev: zaokrožite ostre vogale, da ustvarite anodiziran film z veliko ukrivljenostjo.
4. Razpoke, ki nastanejo zaradi nepravilne izbire tesnila. Za aluminijeve materiale, ki morajo biti dolgotrajno izpostavljeni na prostem, očitno ni primerno uporabljati tesnilnih sredstev tipa niklja pri sobni temperaturi. Obstajajo poročila, da so tesnilna sredstva iz nikljevega fluorida bolj nagnjena k mikrorazpokam kot tesnjenje z vrelo vodo pod močnim sončnim sevanjem ali izpostavljenostjo visoki temperaturi. Zato je naravno, da se izogibamo uporabi hladnega tesnjenja za aluminijaste profile, ki se uporabljajo v gradbeništvu.
Rešitev: Najboljša tesnilna rešitev za aluminijeve zlitine, ki zahtevajo izpostavljenost sončni svetlobi, je srednje visokotemperaturno tesnjenje brez niklja, ki mu sledi srednje visokotemperaturno tesnjenje tipa niklja in tesnjenje z vrelo vodo.
V praksi lahko film anodnega oksida poči tudi zaradi zunanjih sil, kot so žaganje, upogibanje in udarci. Zato se je skoraj nemogoče popolnoma izogniti pokanju anodnega oksidnega filma. Za vse razmere ni načina, da bi popolnoma preprečili razpoke, vendar obstaja tudi veliko metod za preprečevanje in nadzor, ki lahko omogočijo nastanek razpok na podlagi pogojev uporabe aluminijastih materialov. Zato je treba upoštevati uporabo in pogoje uporabe aluminijastih izdelkov, v omejenih pogojih zmanjšati nagnjenost k pokanju in preprečiti nastanek razpok z veliko škodo.
2, Odstranjevanje in preprečevanje oksidnega filma
Na splošno je anodni oksidni film plast filma s porozno strukturo, ki raste in situ na aluminijastem substratu. Vezna sila med oksidnim filmom in substratom je veliko večja kot pri navadni galvanizaciji ali pršenju, zato je malo verjetno, da bi oksidni film odlepil s substrata zaradi mehanskih zunanjih sil. Vendar pa v resnici dejansko pride do ločitve oksidnega filma. Na primer, pri sivem testu elektrolize šibko kisle nikljeve soli, če uporabimo neustrezna sredstva za kompleksiranje niklja, bo med postopkom elektrolize prišlo do delnega odstopanja oksidnega filma.
1. Vpliv sestave zlitine aluminijeve matrice
Večina Cu in Mg v zlitinah, ki vsebujejo več Cu in Mg, se anodno raztopi in zaradi nastajanja lukenj z raztapljanjem nastanejo diskontinuirani anodni oksidni filmi. Zato sta zlitini serije 2 in 5 najbolj nagnjeni k odtrganju oksidnega filma.
2. Vpliv toplotnega raztezanja na aluminijevo matriko
Dodajanje elementov, kot sta Mg in Zn, čistemu aluminiju lahko znatno poveča toplotno razteznost aluminijaste matrice, s čimer se poveča tveganje za razpoke in luščenje oksidnega filma.
3. Vpliv izpada električne energije ali prekinitve oksidacije
Med postopkom eloksiranja aluminijeve zlitine, če pride do izpada električne energije ali vpenjalna točka vpenjala ni trdna, kar povzroči prekinitev oksidacije, pride do kemičnega raztapljanja med podlago in anodnim oksidnim filmom, kar ustvarja praznine in vezno silo med substratom in oksidnim filmom se zmanjša, kar povzroči ločitev oksidnega filma.
4. Vpliv časa na preostalo oksidacijsko raztopino v mikroporah filmov anodnega oksida
Porozna struktura anodnega oksidnega filma vsebuje izredno majhne količine žveplove kisline in pod vplivom toplote, kot je tesnjenje in elektroforetično strjevanje, se na vmesniku med oksidnim filmom in substratom oblikuje tankoplastna zlitina z nizkim tališčem. Raztapljajo se in proizvajajo pore zaradi tvorbe lokalnih baterij z ostanki raztopine, kar povzroči zmanjšanje vezne sile filma anodnega oksida in ločitev.
5. Ker se vpliv mehanske obdelave stresa ne odpravi pred oksidacijo
Običajno je po eloksiranju in barvanju žgani oksidni film zlitin serije 2- nagnjen k pokanju in luščenju. Najverjetnejši razlog za to je, da je površina materiala po strojni obdelavi izpostavljena obremenitvam. Po eloksiranju napetost poveča razliko v toplotnem raztezanju med oksidnim filmom in substratom, kar na koncu vodi do ločitve oksidnega filma.
6. Učinek elektrolitskega barvanja na filme anodnega oksida
Luščenje oksidnega filma med elektrolitskim barvanjem je videti kot pikčast videz s premerom od večinoma 0,1 mm do nekaj milimetrov v krožni obliki. Preden je oksidni film popolnoma odluščen, je v suspendiranem stanju in ga včasih ni mogoče vizualno zaznati.
Načelo luščenja oksidnega filma
Trenutno priznana teorija je, da jo povzroča vodikov plin. Zaradi prenapetostnega učinka vodikovih ionov v raztopinah obarvanih kovinskih soli se kovinski in vodikovi ioni med katodno elektrolizo istočasno razelektrijo na pregradni plasti na dnu mikropor. Pregradna plast je sestavljena iz - Sestavljena je iz Al2O3. Je polprevodnik. Vodikovi ioni z majhnim ionskim radijem tvorijo ionski tok skozi pregradno plast, da dosežejo aluminijasto podlago in se razelektrijo. Vodikov plin, ki nastaja na dnu mikropor, ovira dobavo kovinskih ionov. Vodikovi ioni (H plus ), izpuščeni na aluminijev substrat, tvorijo vodikov plin (H2), ki se poveča za več desetkrat. Vodikov plin nima prostora za obarjanje med aluminijastim substratom in pregradno plastjo, prelomi pregradno plast in se izboči navzven od vstopne odprtine v nasprotni smeri. V tem primeru se na anodni oksidni foliji pojavi krožno luščenje in obrnjeno stožčasta poškodba aluminijaste podlage, kar je znano kot lupljenje.
V primerjavi z elektrolitskim barvanjem z izmeničnim tokom je elektrolitsko barvanje z enosmernim tokom bolj nagnjeno k luščenju. To je zato, ker je pri katodni elektrolizi film anodnega oksida podvržen reakciji hidrolize, pH v mikroporah pa je nevtralen. Površinska pregradna plast je podvržena dehidraciji zaradi elektroosmoze. Poleg tega v primerjavi s šibko kislim obarvanjem z nikljevo soljo močno kislo elektrolitsko obarvanje s kositrno soljo skoraj ne povzroči luščenja oksidnega filma.
Ukrepi za preprečevanje luščenja oksidnega filma
① Z dodajanjem ustreznih prevodnih soli je mogoče izboljšati prevodnost raztopine barvne kopeli;
② Preprečite in odstranite onesnaženje iz rezervoarjev za barvanje, kot so Na plus, K plus, AL3 plus, NO3-, CrO2- in drugi škodljivi ioni;
③ Ohranjajte ustrezen pH in omogočite ustrezno kroženje raztopine kopeli med postopkom barvanja;
④ Ustrezno prilagodite razmerje katodnih in anodnih reakcij.
⑤ Če pride do luščenja na robu ali dvignjenem položaju obdelovanca, je treba izvesti prilagoditve, da bo porazdelitev elektrolitskega toka bolj enakomerna. Uporabite lahko mehak zagon, stopenjsko ojačitev ali ustrezne tokovne zaščitne ukrepe.