Анализ общих проблем при анодировании алюминия

Анодирование алюминия — это процесс использования алюминия или алюминиевого сплава в качестве анода и свинцовой пластины в качестве катода. Он подвергается электролизу в водных растворах, таких как серная кислота, щавелевая кислота и хромовая кислота, с образованием оксидной пленки (обычно толщиной 3-15 микрон) на поверхности. Среди них наиболее широко используется сернокислотное анодирование. Покрытие сернокислотным анодированием имеет такие преимущества, как высокая адсорбционная способность, простота герметизации и окраски, коррозионная стойкость и явное улучшение внешнего вида.
Анодирование серной кислотой является зрелым технологическим методом с удобным управлением, стабильным электролитом и низкой стоимостью. Однако в процессе сернокислотного анодирования неизбежно возникают некоторые проблемы, влияющие на качество оксидной пленки.
Проанализируйте причину неисправности и примите эффективные превентивные меры. Это имеет важное практическое значение для повышения качества сернокислотного анодирования алюминиевых сплавов.
1. После анодирования изделий из алюминиевого сплава серной кислотой будет частично неокисленная пленка с очевидными черными пятнами и полосами, а оксидная пленка будет иметь вздутие. Такие отказы редки, но случаются.
Причины указанных дефектов, как правило, связаны с составом, структурой и фазовой однородностью алюминия и алюминиевых сплавов либо с растворенными в электролите ионами некоторых металлов или взвешенными примесями. Химический состав, структура и однородность металлических фаз алюминия и алюминиевых сплавов влияют на формирование и характеристики оксидных пленок. Чистый алюминий или алюминиево-магниевые сплавы с большей вероятностью образуют оксидные покрытия, и качество покрытия также хорошее. Для алюминиево-кремниевых сплавов или алюминиевых сплавов с высоким содержанием меди сложнее сформировать оксидную пленку, и получаемое покрытие имеет темный, серый цвет и низкий блеск. Если поверхность образует гетерогенные структуры в каждом компоненте из-за гетерогенности металлических фаз, структурной сегрегации, сегрегации микроскопических примесей или неправильной термической обработки, то более вероятно, что произойдет селективное окисление или селективное растворение. Если локальное содержание кремния в алюминиевом сплаве изолировано, то это часто связано с отсутствием оксидной пленки, образованием полосатых черных пятен или образованием пор из-за локального селективного растворения. Чрезмерные примеси, пыль и металлические примеси, такие как ионы меди и железа, взвешенные в электролите, также могут вызывать появление черных пятен или полос на оксидной пленке, что влияет на ее антикоррозионные характеристики.
2. Некоторые анодированные детали, обрабатываемые в одном резервуаре, могут не иметь оксидной пленки, или оксидная пленка может быть тонкой или неполной, или могут иметь место пригорание и коррозия в зоне контакта между приспособлением и деталями. Этот тип неисправности часто возникает во время выполнения процесса кислотного анодирования, серьезно влияя на качество анодирования алюминиевого сплава.
Из-за отличной изоляции пленки оксида алюминия компоненты из алюминиевого сплава должны быть прочно установлены в общих или специальных фиксирующих устройствах перед анодированием, чтобы обеспечить хорошую проводимость. Токопроводящий стержень должен быть изготовлен из меди или медного сплава, чтобы обеспечить достаточную площадь контакта. Следы контакта между приспособлением и компонентами должны быть сведены к минимуму и обеспечивать свободное протекание тока. Если площадь контакта слишком мала, а плотность тока слишком высока, детали или приспособления могут перегреться и сгореть. Оксидная пленка отсутствует или неполная, в основном из-за плохого контакта между приспособлением и заготовкой, плохой проводимости или неполного удаления оксидной пленки с приспособления.
3. После сернокислотного анодирования алюминиевого сплава, особенно после заливки и герметизации, при прикосновении рукой оксидная пленка становится рыхлой, превращается в порошок и далее отслаивается, обнажая серьезный слой порошка на поверхности детали, в результате чего плохая коррозионная стойкость. Этот тип отказа в основном происходит летом, особенно в резервуарах для анодирования серной кислоты без систем охлаждения. После обработки одной-двух деталей бака появляется рыхлый порошок, что явно сказывается на качестве оксидного покрытия.
Из-за высокого сопротивления слоя анодирования алюминиевого сплава в процессе анодирования выделяется большое количество джоулевой теплоты. Чем выше напряжение батареи, тем больше выделяется тепла, и температура электролита продолжает расти. Следовательно, процесс анодирования требует использования перемешивающих или охлаждающих устройств для поддержания температуры электролита в определенном диапазоне. В нормальных условиях температуру следует контролировать в пределах от 13 до 26 градусов, чтобы улучшить качество оксидной пленки. Если температура электролита превышает 30 градусов, оксидная пленка ослабевает и становится порошкообразной, ухудшая качество пленки и даже вызывая «пригары» в тяжелых случаях. Если температура электролита постоянна, плотность анодного тока также должна быть ограничена, поскольку плотность анодного тока слишком высока, а температура повышается слишком быстро. Кроме того, оксидная пленка склонна к разрыхлению порошком и песком, что очень неблагоприятно сказывается на качестве оксидной пленки.
4. Оксидная пленка алюминиевого сплава после сернокислотного анодирования может потускнеть и проявиться точечной коррозии. В тяжелых случаях коррозия в виде черных точек может стать очень очевидной, что приведет к браку деталей и значительным потерям.
Эти неисправности часто случайны и имеют особые причины. В процессе анодирования алюминиевого сплава из-за того, что питание отключается, а затем снова включается, а отрезанная часть остается в резервуаре для очистки в течение длительного времени, кислотность резервуара для очистки слишком высока, качество воды ухудшается. не чистый, и есть взвешенные вещества, поэтому оксидная пленка часто тусклая и матовая. Отложения часто увеличиваются, вызывая электрохимическую коррозию и точечную коррозию компонентов из алюминиевого сплава с появлением черных точек. В электролит может быть добавлена ​​водопроводная вода, она могла быть обработана хлорной известью, содержание Cl - может превышать норму, или емкость с хлористым водородом может быть недостаточно тщательно очищена и может содержать серную кислоту. Это приводит к тому, что избыток Cl- смешивается с электролитом анода. Возникающее в результате анодное окисление компонентов алюминиевого сплава приводит к точечной коррозии, и продукт выбрасывается.