王順 王熙嫻

摘? ?要：鋁及其合金具有一種優(yōu)良綜合性能的有色金屬材料， 被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車工業(yè)、航天工業(yè)、電子通訊業(yè)、計(jì)算機(jī)業(yè)。但由于鋁元素較活潑，在空氣中易氧化生成疏松狀氧化膜， 抗腐蝕性能差， 硬度低， 耐磨性差。因此， 在實(shí)際應(yīng)用中對鋁合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硪栽鰪?qiáng)其抗蝕能力已成為必不可少的工藝之一。本文主要論述了化學(xué)氧化參數(shù)，如濃度、溫度、時間對結(jié)合力、外觀的影響，同時提出對轉(zhuǎn)化膜層后續(xù)漆層結(jié)合力的提升辦法。

關(guān)鍵詞：化學(xué)氧化? Alodine1500? 濃度? 溫度? 漆層結(jié)合力

鋁及其合金具有強(qiáng)度高、良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性、反光性強(qiáng)、塑性好、成型性好、無低溫脆性等優(yōu)點(diǎn)， 是一種具有優(yōu)良綜合性能的有色金屬材料， 被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車工業(yè)、航天工業(yè)、電子通訊業(yè)、計(jì)算機(jī)業(yè)。但由于鋁元素較活潑，在空氣中易氧化生成疏松狀氧化膜， 抗腐蝕性能差， 硬度低， 耐磨性差。因此， 在實(shí)際應(yīng)用中對鋁合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硪栽鰪?qiáng)其抗蝕能力已成為必不可少的工藝之一。

鋁合金表面Alodine處理是鋁合金化學(xué)氧化的一種，在飛機(jī)制造行業(yè)應(yīng)用非常廣泛。航空鋁合金材料表面Alodine處理，是指在材料表面施加Alodine溶液，使溶液與表面材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鋁合金材料表面形成化學(xué)轉(zhuǎn)化層。該化學(xué)轉(zhuǎn)化層可以起到防腐作用，也可提高底漆的附著效果，同時保持航空鋁合金結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性，滿足飛機(jī)零部件之間的導(dǎo)電要求。

化學(xué)氧化得到的氧化膜厚度為0.5～4μm，且吸附力強(qiáng)，質(zhì)軟，耐磨，與陽極氧化相比，化學(xué)氧化處理速度快，不消耗電能，所需設(shè)備簡單，操作方便，成本低，且不受零件形狀和大小的限制，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。

1? 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

工業(yè)生產(chǎn)中常用的Alodine1200、1200S，處理后鋁合金表面呈淺金色到棕黃色; Alodine1000、1500，處理后保持鋁合金本色。本文主要介紹Alodine1500，并探究其最優(yōu)參數(shù)，滿足生產(chǎn)需求，提升產(chǎn)品質(zhì)量。

2? ?Alodine1500的氧化試驗(yàn)方案

Alodine化學(xué)氧化工藝流程如下：

堿清洗-溫水洗-噴洗-脫氧-冷水洗-噴洗-Alodine氧化-噴洗-干燥。主槽主要控制參數(shù)有槽液濃度（8.593～11.405ml/L）、槽液溫度（65.6～71.1℃）、以及氧化時間。

目前使用的Alodine工藝文件中，除個別項(xiàng)目給出了參考時間為“2～6min”，其余機(jī)型給出的Alodine1500氧化時間均為“質(zhì)控實(shí)驗(yàn)確定”。為探索最優(yōu)氧化參數(shù)制定了如下方案深入探究Alodine1500氧化時間。

3? ?Alodine1500試驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析：

①濃度因素影響分析。

對于同樣時間，同樣溫度下，通過對比實(shí)驗(yàn)如1和4、3和6等，發(fā)現(xiàn)濃度高的試片對比濃度低的試片略微發(fā)黃，但在顏色上無太大差異，均滿足鹽霧實(shí)驗(yàn)要求。

②溫度因素影響分析。

溫度對氧化膜的質(zhì)量有較大的影響。本次實(shí)驗(yàn)觀察到，對于同樣時間，同樣濃度下，通過對比實(shí)驗(yàn)如1和7、3和9等，發(fā)現(xiàn)Alodine化學(xué)氧化溫度高的試片，在Alodine氧化過程中更快的出現(xiàn)黃色，氧化速率加快，導(dǎo)致最終黃色差異較大。

③時間因素影響分析。

氧化時間的長短直接影響氧化膜的膜重，氧化時間過短或過長都有可能造成膜層缺陷及鹽霧試驗(yàn)不合格。

本次實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，對于同樣濃度，同樣溫度下，如1和2和3等，Alodine時間長的試片容易在Alodine之后發(fā)黃，隨著時間的增加、外觀顏色更深，但影響作用弱于溫度對膜層外觀變化的影響。

4? Alodine1500漆層結(jié)合力的改善辦法

Alodine氧化膜較薄，質(zhì)軟，多孔，有良好的吸附能力。Alodine后漆層結(jié)合力不好有較多因素影響，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

①結(jié)合力較差零件多出現(xiàn)在鈑金類角片類零件;

②由于鈑金類零件手工操作，表面處理前需進(jìn)行手工溶劑清洗，可提高零件前處理效果;

③針對角片類零件避免一次裝夾過多，導(dǎo)致零件相互接觸，排液不暢，影響轉(zhuǎn)化膜層質(zhì)量;

④針對該類零件需充分進(jìn)行預(yù)處理，堿清洗15min、脫氧8min（如新支線）分別按最大時間進(jìn)行控制，可有效保證零件表面狀態(tài);

⑤槽液濃度控制應(yīng)在文件要求中上線，同時單元應(yīng)加強(qiáng)槽液液面控制，避免加水導(dǎo)致液面較高，從而影響槽液濃度;

⑥脫氧、Alodine主槽槽液使用前應(yīng)進(jìn)行充分風(fēng)攪拌15min;

⑦受制于噴淋槽效果不佳，Alodine后應(yīng)增加水管清洗和噴淋同時進(jìn)行零件清洗;

⑧某項(xiàng)目文件給出，為改善膜層耐蝕性，氧化后零件可在43℃～54℃下干燥20～35min。由于Alodine氧化后到噴漆間隔較短，零件未充分干燥，噴漆后易造成漆層脫落。

5? 試驗(yàn)結(jié)論

綜上，時間及溫度對Alodine氧化后膜層上色有重要影響，溫度高，Alodine氧化時間長，濃度高均會使氧化后膜層上色變色，其中影響力溫度>時間>濃度。膜層微黃時會影響鹽霧試驗(yàn)的結(jié)果，但在本次實(shí)驗(yàn)中，除個別參數(shù)出現(xiàn)黃色外觀，但各參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均滿足鹽霧要求。

實(shí)際生產(chǎn)中，由于零件的復(fù)雜性，脫氧時間對氧化效果及膜層外觀質(zhì)量一樣有著很大影響，對于不同零件應(yīng)對脫氧時間同樣進(jìn)行控制。具體控制時間可參考工藝規(guī)范文件，本文不再概述。

同時為改善Alodine1500漆層結(jié)合力，需對過程進(jìn)行嚴(yán)格管控，方可保證漆層結(jié)合力，同時操作人員質(zhì)量意識也尤為重要。

通過實(shí)驗(yàn)，為同時保證Alodine化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層質(zhì)量及結(jié)合力，Alodine1500建議最佳控制參數(shù)為如表2所示。

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