课件：表面阳极化工艺讲解

金属零件的阳极化工艺《航空发动机修理技术》航空维修工程学院何为金属零件阳极化金属零件的阳极化是一种金属零件表面处理工艺，金属材料在电解质溶液中，通过外施阳极电流，使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术。又称表面阳极氧化。铝合金表面阳极化效果图金属阳极氧化目的使产品有耐腐蚀、耐磨性的效果，并且有一定的装饰性，从而满足产品的使用要求。通过阳极化提高零件耐腐蚀性金属阳极氧化目的绝缘性耐蚀性金属表面阳极化处理后耐磨性硬度耐热性均有大幅度提高均有大幅度提高铝及铝合金零件阳极化实施阳极化处理最多的金属材料是铝。铝的阳极氧化一般在酸性电解液中进行，以铝为阳极。在电解过程中，氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜在初形成时不够细密，虽有一定电阻，但电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。铝及铝合金零件阳极化随着膜厚度增大，电阻也变大，从而电解电流变小。这时，与电解液接触的外层氧化膜发生化学溶解。当铝表面形成氧化物的速度逐渐与化学溶解的速度平衡时，这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度。铝的阳极氧化膜外层多孔，容易吸附染料和有色物质，因而可进行染色，提高其装饰性。氧化膜再经热水、高温水蒸气或镍盐封闭处理后，还能进一步提高其耐蚀性和耐磨性。铝及铝合金零件阳极化除铝外，工业上采用表面阳极化处理的金属还有镁合金、铜和铜合金、锌和锌合金、钛合金、钢、镉等金属。铝及铝合金零件阳极化修理前修理后为某航空公司铝合金部件进行表面阳极化处理铝阳极化机理在阳极上析出的氧不仅是分子态的氧(O2)还包括原子氧以及离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的Al2O3

膜：2Al+3[O]=Al2O3+1670.5J。应指出，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，将发生以下的反应：铝阳极化机理阳极氧化膜的性质氧化膜结构的多孔性；氧化膜的耐磨性；氧化膜的抗蚀性；氧化膜的电绝缘性；氧化膜的绝热性；氧化膜的结合力高；氧化膜的硬度高；氧化膜的装饰性。硬质阳极化耐磨性多孔性抗腐蚀性装饰性氧化膜的生长过程总体上说包含两个方面：1.是氧化膜的生产过程。2.氧化膜的化学溶解过程。氧化膜生长的四个阶段（A-B-C-D）氧化膜的生长过程通电瞬间，氧和铝有很大亲和力，铝基材迅速形成一层致密无孔的阻挡层，其厚度取决于槽电压。A氧化膜的生长过程由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀，阻挡层变得凹凸不平，造成电流分布不均匀，凹处电阻小，电流大，凸处相反。B氧化膜的生长过程凹处在电场作用下发生电化学溶解以及H2SO4的化学溶解，凹处逐渐变成孔穴，凸处变成孔壁，阻挡层向多孔层转移。C氧化膜的生长过程多孔膜形成过程：阳极氧化初期，电流密度一般均超出临界电流密度，形成均匀的壁垒型膜；壁垒型膜逐渐成长。当电流密度低于临界值时，铝离子不能再形成新膜物质，膜的表面暴露在电解液中受到浸蚀；D氧化膜的生长过程多孔膜形成过程：进一步阳极氧化，溶液对膜的浸蚀变得不均匀；形成的空洞之间存在发展竞争。这种发展有“自催化”作用；发展较快的空洞（主空洞）在向膜深处和横向发展；D氧化膜的生长过程多孔膜形成过程：主空洞继续沿纵向和横向发展，相邻主空洞之间互相靠近，主空洞之间的小空洞停止生长；空洞停止横向发展，仅沿纵向深入，孔径固