O domínio das condições do processo de anodização está intimamente relacionado à qualidade do filme de óxido, porque as condições do processo são baseadas em diferentes fórmulas de processo, após uma série de experimentos, antes da anodização, as condições do processo especificadas devem ser bem conhecidas e a operação deve ser feita em estrita conformidade com os requisitos do processo. Among them, the most basic and most sensitive factors to the impact on quality are: the control range of solution temperature, voltage and current density, anodic oxidation time, solution stirring method, bath volume current density and the ratio of bath volume to anodizing area, etc. If there is a deviation in the process of implementing these process conditions, the quality of the anodized film will be significantly affected, and when the deviation is too large, it may also cause the scrapping of the peça de trabalho, resultando em perdas econômicas.
Como controlar a tensão durante a anodização?
A tensão deve ser ajustada de acordo com a temperatura da solução. Quando a temperatura da solução é baixa, a tensão do limite superior especificada deve ser usada, porque o filme de óxido obtido quando a temperatura da solução é baixa é denso, e a resistência do filme de óxido é grande e uma tensão mais alta deve ser tomada para engrossar o filme de óxido, caso contrário, é difícil obtenção da qualidade normal do filme de óxido. Quando a temperatura da solução é alta, é necessário reduzir a tensão; caso contrário, a solução do filme será muito rápida devido à frouxidão do filme de óxido gerado, e será difícil obter a espessura ideal do filme de óxido.
Por exemplo, em uma unidade sem um dispositivo de resfriamento, a temperatura da solução estará próxima da temperatura limite no verão e, se ainda for necessário para continuar trabalhando, a tensão não deve exceder 12V. No inverno, a temperatura da solução é menor que o limite inferior da temperatura limite, e a tensão deve subir a um valor alto, como 18V.
A anodização é uma reação exotérmica, quando a carga de trabalho está cheia, a temperatura da solução aumentará gradualmente, portanto deve ser testada a qualquer momento como base para regular a tensão. Se a temperatura continuar aumentando, será difícil garantir a qualidade quando a tensão estiver abaixo da norma. A produção deve ser interrompida neste momento. Tome medidas correspondentes para esfriar e processe quando os requisitos do processo forem atendidos.
Como controlar a densidade de corrente durante a anodização?
Sob condições normais de temperatura (cerca de 20 graus), além da fórmula de processo especial, a densidade de corrente de alumínio anodizante e suas ligas é geralmente controlada entre 1 ~ 1,5a/dm2.
É selecionado de acordo com a temperatura da solução, a concentração da solução, a forma da peça e outras condições relevantes do processo.
Em condições possíveis, aumentar adequadamente a densidade de corrente é propício para acelerar a taxa de formação do filme, reduzindo o tempo de anodização, aumentando a porosidade do filme e melhorando o efeito da coloração. No entanto, quando a densidade da corrente continuar aumentando, o processo de oxidação anódico aumentará a influência do aquecimento do joule, o efeito térmico nos poros da membrana aumentará e o aumento da temperatura local será significativo, de modo a acelerar a taxa de dissolução do filme de óxido, e a velocidade de formação de filmes diminuirá, e a distribuição de cor que a distribuição não afetará. Também pode haver um filme de óxido solto que é fácil de limpar na superfície da peça de trabalho, ou a camada de filme é quebradiça, rachada ou marcas brancas e, em casos graves, também pode causar ablação da peça de trabalho.
A escolha da densidade de corrente apropriada pode acelerar a taxa de crescimento do filme dentro de um determinado intervalo, mas quando excede um determinado valor, a taxa de formação do filme diminui.
De acordo com as regras acima, para garantir a qualidade do produto e melhorar a eficiência da produção, os seguintes métodos podem ser adotados.
Quando as condições de resfriamento são boas e a solução pode atender à forte agitação, o limite superior da densidade de corrente pode ser usado para melhorar a eficiência do trabalho.
Sob a condição de que não exista um dispositivo de resfriamento nem agitação forte, embora a temperatura da solução seja moderada naquele momento, a densidade de corrente ainda deve ser controlada adequadamente para evitar problemas de qualidade devido ao aquecimento excessivo no processo de anodização e, em casos graves, também pode causar ablação da peça de trabalho. A maneira mais eficaz de fazer isso é reduzir a densidade de corrente volumétrica.
A estimativa correta da área de superfície das peças anodizadas também é uma condição importante para o controle razoável da densidade de corrente, que deve receber atenção.
A superfície do recesso profundo da parte anodizada deve ser distribuída com a mesma densidade de corrente que as outras superfícies.
Existem vários fatores principais que afetam a qualidade dos filmes anodizados
(1) Densidade da corrente: Dentro de um certo limite, a densidade de corrente aumenta, a taxa de crescimento da membrana aumenta, o tempo de oxidação é reduzido, os poros do filme são muitos, é fácil colorir e a dureza e a resistência ao desgaste são aumentadas; Se a densidade de corrente for muito alta, a superfície da peça será superaquecida e a temperatura da solução local aumentará devido à influência do aquecimento de joule, e a taxa de dissolução do filme aumentará, e existe a possibilidade de queimar a peça; Se a densidade de corrente for muito baixa, a taxa de crescimento do filme será lenta, mas o filme resultante será mais denso e a dureza e a resistência do desgaste serão reduzidas.
A oxidação de alumínio, usada para processamento de proteção, decoração e decoração pura, o limite superior da concentração permitida, ou seja, a concentração de 20% de ácido sulfúrico é usada como eletrólito.
(2) Tempo de oxidação: a escolha do tempo de oxidação depende da concentração de eletrólitos, temperatura, densidade da corrente do ânodo e espessura de filme exigida. Nas mesmas condições, quando a densidade da corrente é constante, a taxa de crescimento da membrana é proporcional ao tempo de oxidação. No entanto, quando o filme cresce para uma certa espessura, a condutividade é afetada devido ao aumento da resistência do filme, e a taxa de dissolução do filme aumenta devido ao aumento da temperatura, de modo que a taxa de crescimento do filme diminuirá gradualmente e finalmente não aumentará.
(3) Concentração do ácido sulfúrico: 15% ~ 20% é geralmente usado. Quando a concentração aumenta, a taxa de dissolução da membrana aumenta, a taxa de crescimento da membrana diminui, a porosidade da membrana é alta, a força de adsorção é forte, a elasticidade é abundante, a tinta é boa (fácil de tingir a cor escura), mas a dureza e a resistência ao desgaste são levemente fracas; Reduzindo a concentração de ácido sulfúrico, a taxa de crescimento do filme de óxido é acelerada, os poros do filme são menores, a dureza é alta e a resistência ao desgaste é boa.
(4) Temperatura do eletrólito: a temperatura do eletrólito tem uma grande influência na qualidade do filme de óxido. À medida que a temperatura aumenta, a taxa de dissolução do filme aumenta e a espessura do filme diminui. Quando a temperatura é de 22 a 30 graus, o filme obtido é macio e tem boa capacidade de adsorção, mas a resistência ao desgaste é bastante ruim; Quando a temperatura é superior a 30 graus, o filme se torna solto e desigual, às vezes até descontínuo, e a dureza é baixa, perdendo assim seu valor de uso; Quando a temperatura está entre 10 ~ 20 graus, o filme de óxido gerado é poroso, possui forte capacidade de adsorção e é elástico, adequado para o tingimento, mas a dureza do filme é baixa e a resistência ao desgaste é baixa; Quando a temperatura é inferior a 10 graus, a espessura do filme de óxido aumenta, a dureza é alta, a resistência ao desgaste é boa, mas a porosidade é baixa. Portanto, a temperatura do eletrólito deve ser estritamente controlada durante a produção. Para produzir um filme de óxido grosso e duro, é necessário reduzir a temperatura operacional e, no processo de oxidação, são usadas a agitação do ar comprimida e uma temperatura relativamente baixa, geralmente em torno de zero graus Celsius para oxidação dura.
(5) agitação e movimento: pode promover a convecção do eletrólito, fortalecer o efeito de resfriamento, garantir a uniformidade da temperatura da solução e não fará com que a qualidade do filme de óxido diminua devido ao aquecimento local do metal.
(6) As impurezas no eletrólito: as impurezas que podem existir no eletrólito usado para anodização de alumínio são Clˉ, Fˉ, NO3ˉ, Cu2, Al3, Fe2, etc. Entre elas, Clˉ, Fˉ, NO3ˉ Aumentar a porosidade da membrana e a superfície é áspera e solta. Se o conteúdo exceder o valor limite, causará até a perfuração de corrosão da peça de trabalho (Clˉ deve ser menor que 0,05g/L, fˉ deve ser menor que 0,01g/L); Quando o conteúdo de Al3 no eletrólito excede um determinado valor, manchas brancas ou manchas brancas irregulares geralmente aparecem na superfície da peça de trabalho, e o desempenho da adsorção do filme diminui, dificultando o tingimento (o Al3 deve ser menor que 20g/L). Quando o conteúdo de Cu2 atingir 0,02g/L, faixas escuras ou manchas pretas aparecerão no filme de óxido. O Si2 geralmente está presente no eletrólito em um estado suspenso, o que torna o eletrólito levemente turvo e adsorvido na membrana como um pó marrom.
(7) Composição da liga de alumínio: em geral, outros elementos no metal de alumínio reduzem a qualidade do filme, e o filme de óxido obtido não é tão espesso quanto o obtido em alumínio puro, e a dureza também é baixa.
