铝及铝合金的钝化

一、铝及铝合金化学氧化后钝化

铝及铝合金工件化学氧化膜钝化处理见表1。

表1 铝及铝合金化学氧化后钝化液配方及工艺条件

二、铝及铝合金阳极氧化后钝化

铝及铝合金阳极氧化后钝化膜处理见表2

表2 铝及铝合金阳极氧化后钝化液配方及工艺条件

三、铝及铝合金氧化膜封闭处理

1. 热水封闭

(1)原理

氧化膜表面和孔壁的Al₂O₃在热水(温度大于80℃)中发生水合反应，生成水合氧化铝，令氧化膜体积膨胀(膨胀率33%～100%)，由于膜膨胀而使孔径变小最终封闭。反应式为:

Al₂O₃ + H₂O → 2AlO(OH) → Al₂O₃ ·H₂O

热水用蒸馏水或去离子水，不用自来水，因自来水易生水垢吸附于孔中令膜透明度下降。普通自来水中的Cl^-、SO₄²⁺、PO₄^3-、Cu²⁺均有封孔，因而有害。

(2)工艺

温 度：95～100℃。

pH值：5. 5～6 (用乙酸调节)。

时 间：10～30min。

2. 蒸汽封闭

(1)原理 与热水封闭相同。

(2)特点 封闭速度快，不受pH值影响，膜的耐蚀性高。在着色孔封闭时，染料损失比热水封闭时少。缺点是:压力容器费用高;大型工件封闭，不能连续操作，厚氧化膜处理时易破裂，成本较高。

(3)工艺

温度:100～110℃。

压力:0. 05～0. 1 MPa。

时间(按膜厚度计):4～5min/μm。

3金属盐封闭

将阳极氧化膜浸在金属盐溶液中进行封闭，称为金属盐封闭。所用金属盐有铁、钻、镍、辐、锌、铜、铝等醋酸盐，硝酸盐，硫酸盐。其封孔机理是:金属盐水溶液进人阳极氧化膜微细孔发生水解，产生氢氧化物沉淀，将孔封闭，目前常用有重铬酸盐封闭及水解盐封闭。

(1)重铬酸盐封闭

①原理在重铬酸盐水溶液中，氧化吸附了重铬酸盐后发生化学反应，生成碱式铬酸铝[Al(OH)CrO₄]和重铬酸铝[Al(OH)Cr₂O₇]，这些生成物填充进膜孔隙，从而起到封孔作用。

②溶液配方及工艺条件见表3.

表3 重铬酸盐封闭溶液配方及工艺条件

③几点注意事项

a. 工件要求封闭处理前，工件一定要清洗干净，以免将酸带入封闭槽中。此外，应防止工件与槽接触，以免破坏氧化膜。

b. 二对封闭液中杂质进行限制当SO₄²⁺ > 0. 2g/L时，可加人适量铬酸钙(CaCrO₄)沉淀过滤排除，否则会令封闭工件色变淡且发白;当SO₄²⁺ > 0.02g/L时，可添加硫酸铝钾[K₂Al₂(SO₄)₄.24H₂O]0.1～0.15g/L，否则会令封闭工件发白，耐蚀性下降。当C^l- > 1.5 g/L时，封闭液需稀释或更换，否则会对工件氧化膜产生腐蚀。

(2)水解盐类封闭

①原理利用金属盐被氧化膜吸附后，发生水解作用，生成氢氧化物沉淀，填充在孔隙内，达到封闭目的。常用金属盐有Co、Ni盐类，反应式为：

NiSO₄ + 2H₂O → Ni(OH)₂↓+ H₂SO₄

封孔过程如下。

a. 水合过程产物(透明物)将孔封住。

b. 加水分解。在微孔中产生氢氧化物沉淀。

c. 这些沉淀物与染料分子发生化学反应，形成金属铬合物。

②水解盐封闭溶液配方及工艺条件见表4。

表4 水解盐封闭溶液