Sprekking og avskalling av anodisk oksidfilm av aluminiumslegering

Sprekking og avskalling av anodisk oksidfilm av aluminiumslegering kan være forårsaket av forskjellige årsaker til ufullstendig oksidfilm. Å avklare årsakene til hver hendelse kan bedre finne måter å lindre og fullstendig løse den.
1, Forekomst og forebygging av sprekker
1. Forskjellen i lineær ekspansjonskoeffisient mellom aluminium og anodisk oksidfilm
Forskjellen i lineær ekspansjonskoeffisient mellom anodisk oksidfilm av aluminium og substrataluminium er omtrent 5 ganger ved oppvarming. Når aluminium gjennomgår termisk ekspansjon, gjennomgår den anodiske oksidfilmen som vokser in situ på aluminium sterk strekkspenning, som deretter trekkes fra hverandre av det svulmede aluminiumet. Jo hardere eller tykkere anodisk oksidfilm, desto høyere er risikoen for termisk sprekkdannelse. I følge praksis kan vanlig svovelsyreanodiseringsfilm påføres ved 8 μ Når temperaturen er under m tåler den maksimalt 250 grader høytemperaturbaking uten å sprekke etter å ha blitt forseglet med nikkel ved middels og høy temperatur. Når tykkelsen overstiger 8 μ Ved m er det i utgangspunktet umulig å unngå bakesprekker. Samtidig ble det også funnet i forsøket at jo bedre tetteeffekt, desto større er sannsynligheten for sprekkdannelse.
Løsning: Øk den lineære ekspansjonskoeffisienten til anodisk oksidfilm.
① Forbedring av fordelingen av den andre fasen i legeringen kan forhindre at sprekker strekker seg og beveger seg i grensesnittet mellom den anodiske oksidfilmen og den andre fasen, og dermed redusere forekomsten av sprekker.
② Ved å gi aluminiumsoverflaten en viss ruhet, induseres lokale fine sprekker i den anodiske oksidfilmen, som frigjør stress og reduserer forekomsten av større sprekker.
③ Dannelsen av en anodisk oksidfilm med høy porøsitet kan oppnås ved vekselstrømoksidasjon, aluminiumanodiseringsbehandling med en anodisk oksidasjonsløsning med høy løselighet, eller ved å tilsette visse kjemikalier til oksidasjonstanken for å forbedre egenskapene til anodisk oksidfilmporene (som vanligvis fører til at filmporene øker og hardheten til oksidfilmen reduseres), og reduserer dermed forekomsten av sprekker.
④ Den anodiske oksidfilmen med en radiell mikroporøs struktur er relativt myk og har en betydelig økning i lineær ekspansjonskoeffisient etter kromsyreanodisering, noe som til en viss grad kan unngå sprekkdannelse av oksidfilmen.
2. Intern stress generert av oksidfilmen under anodisk oksidasjonsprosess
Vanligvis, under vekstprosessen av den anodiske oksidfilmen, på grunn av økningen i volum, er den totale innsiden av oksidfilmen under trykkspenning og har en tendens til å forhindre sprekkdannelse av oksidfilmen. Men ettersom oksidfilmen tykner og strømtettheten øker, skifter den indre spenningen mot strekkspenningens retning. I noen tilfeller bruker hard anodisering denne egenskapen til å med vilje generere relativt jevne og overflatebrede sprekker under oksidasjon. Disse sprekkene kan absorbere mer smørefett i senere bruksmiljø, og dermed redusere slitasjen på oksidfilmen.
Løsning: Kontroller den indre spenningen til den anodiserte filmen. Når det er gjenværende trykkspenning i den anodiske oksidfilmen, er den vanskelig å sprekke. Derfor er det fordelaktig å redusere strømtettheten, øke oksidasjonstemperaturen og redusere oksidasjonstiden for å forhindre sprekkdannelse av oksidfilm.
3. Vekst av anodisk oksidfilm på utstikkende deler
Under vekstprosessen utvides volumet av den anodiske oksidfilmen gradvis, noe som også er årsaken til at de utstikkende delene av aluminiumsmaterialet kan danne en komplett oksidfilm. Imidlertid, hvis krumningen til den utstikkende delen er for liten (den utstikkende delen er for skarp), kan den utadgående ekspansjonen av oksidfilmen ikke dekke aluminiumsoverflaten helt når det genereres en tykkere oksidfilm, og dermed danne sprekker fra overflaten til aluminiumet substrat.
Løsning: Filet de skarpe hjørnene for å generere en anodisert film med stor krumning.
4. Sprekker forårsaket av feil valg av forsegling. For aluminiumsmaterialer som må gjennomgå langvarig utendørs eksponering, er det åpenbart ikke hensiktsmessig å bruke romtemperatur tetningsmidler av nikkeltype. Det er rapporter om at nikkelfluoride-forseglingsmidler er mer utsatt for mikrosprekker enn kokende vannforsegling under sterkt sollys eller eksponering ved høy temperatur. Derfor er det naturlig å unngå å bruke kaldtetting for aluminiumsprofiler som brukes i konstruksjon.
Løsning: Den beste forseglingsløsningen for aluminiumslegeringer som krever eksponering for sollys er nikkelfri middels høy temperatur forsegling, etterfulgt av nikkel type middels høy temperatur forsegling og kokende vann forsegling.
I praksis kan den anodiske oksidfilmen også sprekke på grunn av ytre krefter som saging, bøyning og støt. Derfor er oppsprekking av anodisk oksidfilm nesten umulig å unngå fullstendig. For alle forhold er det ingen måte å forhindre sprekker fullstendig, men det er også mange forebyggings- og kontrollmetoder som kan tillate sprekker å eksistere basert på bruksforholdene til aluminiumsmaterialer. Derfor er det nødvendig å vurdere bruks- og bruksforholdene til aluminiumsprodukter. Under begrensede forhold, minimer tendensen til å sprekke og forhindre forekomsten av sprekker med betydelig skade.
2, stripping og forebygging av oksidfilm
Generelt sett er anodisk oksidfilm et porøst strukturfilmlag som vokser in situ på et aluminiumssubstrat. Bindekraften mellom oksidfilmen og underlaget er mye større enn ved vanlig elektroplettering eller sprøyting, så det er usannsynlig å skrelle oksidfilmen av underlaget gjennom mekaniske ytre krefter. Men i virkeligheten skjer det faktisk løsgjøring av oksidfilmen. For eksempel, i den grå testen av svakt sur nikkelsaltelektrolyse, hvis upassende nikkelkompleksdannende midler brukes, vil delvis løsne av oksidfilmen skje under elektrolyseprosessen.
1. Påvirkningen av sammensetning av aluminiummatriselegering
Mesteparten av Cu og Mg i legeringer som inneholder mer Cu og Mg gjennomgår anodisk oppløsning, og på grunn av dannelsen av hull gjennom oppløsning, dannes diskontinuerlige anodisk oksidfilmer. Derfor er 2- og 5-serielegeringene mest utsatt for å løsne oksidfilmen.
2. Påvirkningen av termisk ekspansjon på aluminiumsmatrise
Tilsetning av elementer som Mg og Zn til rent aluminium kan øke den termiske utvidelsen av aluminiumsmatrisen betydelig, og dermed øke risikoen for sprekkdannelse og avskalling av oksidfilm.
3. Virkningen av strømbrudd eller avbrudd av oksidasjon
Under anodiseringsprosessen av aluminiumslegering, hvis det er strømbrudd eller klempunktet til armaturet ikke er fast, noe som fører til oksidasjonsavbrudd, skjer kjemisk oppløsning mellom underlaget og den anodiske oksidfilmen, og skaper tomrom og bindekraften mellom substratet og oksidfilmen reduseres, noe som resulterer i at oksidfilmen løsner.
4. Tidens effekt på den resterende oksidasjonsløsningen i mikroporene til anodisk oksidfilm
Den porøse strukturen til den anodiske oksidfilmen inneholder ekstreme spormengder av svovelsyre, og under påvirkning av varme som forsegling og elektroforetisk størkning, dannes et lavt smeltepunkt tynnfilmlegeringslag i grensesnittet mellom oksidfilmen og underlaget. De oppløses og produserer porer på grunn av dannelsen av lokale batterier med gjenværende løsning, noe som resulterer i en reduksjon i bindingskraften til den anodiske oksidfilmen og løsgjøring.
5. Fordi påvirkningen av mekanisk prosesseringsspenning ikke elimineres før oksidasjon
Vanligvis, etter anodisering og farging, er den bakte oksidfilmen av 2-serielegeringer utsatt for å sprekke og flasse. Den mest sannsynlige årsaken til dette er at overflaten av materialet utsettes for påkjenninger etter bearbeiding. Etter anodisering forsterker spenningen forskjellen i termisk ekspansjon mellom oksidfilmen og substratet, noe som til slutt fører til at oksidfilmen løsner.
6. Effekten av elektrolytisk farging på anodisk oksidfilm
Avskallingen av oksidfilmen under elektrolytisk farging fremstår som et flekkete utseende, med en diameter på for det meste 0,1 mm til flere millimeter i en sirkulær form. Før oksidfilmen er helt fjernet, er den i suspendert tilstand og kan noen ganger ikke oppdages visuelt.
Prinsippet for oksidfilmpeeling
Den for tiden anerkjente teorien er at det er forårsaket av hydrogengass. På grunn av overspenningseffekten av hydrogenioner i fargede metallsaltløsninger, utlades både metall- og hydrogenioner samtidig på barrierelaget i bunnen av mikroporene under katodisk elektrolyse. Barrierelaget er sammensatt av - Det er sammensatt av Al2O3. Det er en halvleder. Hydrogenioner med liten ionisk radius danner en ionestrøm gjennom barrierelaget for å nå aluminiumssubstratet og utlades. Hydrogengassen som genereres i bunnen av mikroporene hindrer tilførsel av metallioner. Hydrogenionene (H pluss ) som slippes ut på aluminiumssubstratet danner hydrogengass (H2), som ekspanderer titalls ganger i volum. Hydrogengass har ikke noe sted å felle ut mellom aluminiumssubstratet og barrierelaget, bryter barrierelaget og buler utover fra innløpet i motsatt retning. I dette tilfellet viser den anodiske oksidfilmen sirkulær avskalling og omvendt konisk skade på aluminiumssubstratet, som er kjent som avskalling.
Sammenlignet med AC elektrolytisk farging, er DC elektrolytisk farging mer utsatt for avskalling. Dette er fordi ved katodisk elektrolyse gjennomgår den anodiske oksidfilmen en hydrolysereaksjon, og pH i mikroporene er nøytral. Overflatebarrierelaget gjennomgår dehydrering på grunn av elektroosmose. I tillegg, sammenlignet med svakt sur nikkelsaltfarging, forårsaker sterk sur tinnsalt elektrolytisk farge neppe oksidfilmen til å flasse av.
Tiltak for å forhindre avskalling av oksidfilm
① Ved å tilsette passende ledende salter kan ledningsevnen til fargebadløsningen forbedres;
② Forhindre og fjerne forurensning fra fargetanker, slik som Na plus , K plus , AL3 plus , NO3-, CrO2- og andre skadelige ioner;
③ Oppretthold en passende pH og legg til rette for tilstrekkelig sirkulasjon av badeløsningen under fargeprosessen;
④ Juster forholdet mellom katodiske og anodiske reaksjoner på passende måte.
⑤ Hvis det oppstår avskalling ved kanten eller løftet posisjon av arbeidsstykket, må justeringer gjøres for å gjøre fordelingen av elektrolytisk strøm mer jevn. Myk start, trinnforsterkning eller passende strømskjermingstiltak kan brukes.