高溫水合封孔 （導(dǎo)讀：鋁合金陽極氧化膜封孔技術(shù)的方法和操作步驟 http://www.zoplus.cn/Article/lvhejinyangjiyanghua_1.html）

  A 水合封孔的原理

  鋁的陽極氧化膜在水中有兩種形式的反應(yīng):一是在80℃以下，pH值小于4的水中，與水結(jié)合成拜耳體三水合陽極氧化鋁，這種結(jié)合僅是物理結(jié)合，過程是可逆的。另一種是在80℃以上的中性水中，陽極氧化鋁與水化合成波米體型的一水合陽極氧化鋁，這就是通常所指的水合封孔的反應(yīng)過程:

    A12O3+H2O→2A1O(OH)→A12O3·H20   (3-7)

  由于一水合陽極氧化鋁的密度(3014kg/m^3)比氧化鋁(3420kg/m^3)的小，故反應(yīng)后體積增大33%左右，堵塞了陽極氧化膜的孔隙。

  高溫水合封孔包括沸水封孔和常壓、加壓蒸汽封孔。蒸汽封孔所處理的氧化膜抗蝕性、耐蝕性與蒸汽壓力和封孔時(shí)間有關(guān).一般隨壓力升高，時(shí)間延長，抗蝕性提高，耐蝕性降低。

  B 高溫封孔的陽極氧化工藝及影響因素

  沸水封孔、蒸汽封孔工藝見表1。

  蒸汽(常壓、加壓)封孔的效果比沸水封孔好，需用高壓容器或?qū)Ｓ谜粝洌杀据^高。因此蒸汽封孔特別是加壓蒸汽封孔只能用于小型制品的處理。

 

  影響沸水封孔的因素及陽極氧化工藝操作要點(diǎn)分析:

  (1)槽液pH值:在pH值為5.5~6.5時(shí)的封孔液中封孔，膜層不但有良好的抗蝕性，而且耐磨性最好。當(dāng)pH值小于4.5時(shí)封孔效果明顯下降，氧化膜會(huì)受到浸蝕;而pH值大于7.5時(shí)，也會(huì)影響封孔質(zhì)量。這是由于鋁陽極氧化物屬于兩性化合物的原因，在偏酸或偏堿性封孔液中，陽極氧化鋁都能微溶于水中。pH值過高，封孔液中易產(chǎn)生氫氧化合物絮狀沉淀物，容易在制品表面產(chǎn)生“粉霜”。

  如果溶液的pH值總是向堿性增加方向變化，控制辦法可采用添加緩沖劑，例如在封孔液中加人磷酸氫二銨0.003~0.03g/L+硫酸0.006~0.015mL/L。

  (2)人槽封孔的制品必須清洗干凈，為避免氧化膜產(chǎn)生裂紋，封孔前的清洗可使用溫水。

  (3)封孔制品應(yīng)與槽體金屬絕緣，為防止封孔液的大量蒸發(fā)，可用φ50~70mm的耐溫尼龍塑料球橙蓋液面。

  (4)時(shí)間、溫度:在其他條件相對(duì)一致的前提下，隨封孔時(shí)間的延長，膜層結(jié)合水量增加，抗蝕性提高(見圖2);隨封孔溫度的升高，水化程度提高，抗蝕性增強(qiáng)。如果封孔溫度低于78℃時(shí)，y-AI2O3與水反應(yīng)生成鋁膠即

 

  A1(OH)3(拜耳石)，這種化合物達(dá)不到封孔的目的。所以在大多數(shù)情況下，封孔溫度一般控制在95~98℃。溫度過高易產(chǎn)生“粉霜”，在沸點(diǎn)時(shí).水的損耗太大，能耗也大。

  (5)添加劑:在沸水中加人某些添加劑如無水碳酸鈉、氨、醋酸鎳、醋酸鈉、硫酸、三乙醇胺等，可增強(qiáng)封孔效果，提高膜層的抗蝕性，甚至相當(dāng)或超過蒸汽封孔。其工藝見表3。

 

  (6)有添加劑的沸水封孔陽極氧化工藝的操作要點(diǎn)如下。

  開始時(shí)使用純水含量要控制下限，因?yàn)樵谑褂眠^程中，有硫酸帶人會(huì)引起增加。

  在生產(chǎn)過程中封孔槽液的醋酸鎳和硫酸濃度要保持穩(wěn)定，才能保證封孔質(zhì)量。

  封孔溫度最低不得低于9390，就是不生產(chǎn)時(shí)也要注意保溫，以防止出現(xiàn)添加劑沉淀。

  封孔的pH值對(duì)著色鋁材控制在5.5~6.0之間最好，而對(duì)銀白色鋁材最好控制在6.5~7.0，小于5.5時(shí)，封孔品質(zhì)下降。pH值過高，添加劑可能發(fā)生沉淀(如鎳的沉淀)。如果氧化槽的H2SO4帶人封孔槽中，pH值會(huì)逐漸下降。

  如果醋酸鈉為封孔添加劑時(shí)，可放寬到小于500mg/L。當(dāng)用其他方法封孔不合格時(shí)，可添加1%的醋酸鈉進(jìn)行再封孔處理15min，可以使封孔合格。

  C水中雜質(zhì)的影響和粉箱控制

  (1)雜質(zhì)的影響。隨著純水封孔液使用時(shí)間延長，難免有雜質(zhì)帶入或產(chǎn)生沉淀，在這種情況下，需進(jìn)行過濾或更換新的純水，以保證封孔質(zhì)量。雜質(zhì)含量要求見表4

 

  (2)熱封孔粉霜產(chǎn)生的機(jī)理。熱水封閉氧化膜時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：

   A12O3+H2O→2A1O(OH)→A12O3·H20   (3-7)

  無晶形的陽極氧化鋁與H2O發(fā)生水化作用生成晶形水合物，體積膨脹，封閉或減小膜孔，因而改善了膜層性能。去離子水含雜質(zhì)少，封閉溫度較高，膜孔內(nèi)外同時(shí)進(jìn)行水化作用，大量的水合物很快填滿膜孔，造成孔外膜表面部分水合物呈粉狀堆積，形成粉霜。這種物質(zhì)表面積很大又疏松。

  (3)為了避免封閉“粉霜”的產(chǎn)生，可在封閉液中加人適址的“粉霜”抑制劑，“粉霜”抑制劑都其有活性，能吸附在一水軟鋁石晶核的生長中心，抑制了晶體在某一方向的繼續(xù)長大。作為“粉霜”抑制劑的物質(zhì)有多徑基梭鹽、芳香族竣酸鹽、磷酸鹽等。

  理想的“粉霜”抑制劑除了有很好的熱穩(wěn)定性外，應(yīng)該是大分子物質(zhì)，使其能在與氧化膜表面起作用，而不能進(jìn)人氧化膜孔中。

  某些有機(jī)酚醚類高分子化合物，分子中含有水中不解離的經(jīng)基，可與水分子形成氫鍵，也具有相同作用。



  相關(guān)標(biāo)簽：陽極氧化