很多客戶反饋7075鋁棒,7075鋁板等7075鋁材氧化效果不好,不穩定,下面就7075鋁合金氧化原理進行簡單的介紹。
7075鋁板,7075鋁棒和7075鋁管等超硬鋁合金通過陽極氧化:金屬材料在電解質溶液中,通過外施陽極電流使其表面形成氧化膜的一種材料保護技術。又稱表面陽極氧化。鋁合金材料或制品經過表面陽極化處理后,其耐蝕性、硬度、耐磨性、絕緣性、耐熱性等均有大幅度提高。實施陽極化處理最多的金屬材料是鋁
7075鋁合金的陽極氧化一般在酸性電解液中進行,以鋁為陽極。在電解過程中,氧的陰離子與鋁作用產生氧化膜。這種膜初形成時不夠細密,雖有一定電阻,但電解液中的負氧離子仍能到達鋁表面繼續形成氧化膜。隨著膜厚度增大,電阻也變大,從而電解電流變小。這時,與電解液接觸的外層氧化膜發生化學溶解。
當鋁表面形成氧化物的速度逐漸與化學溶解的速度平衡時,這一氧化膜便可達到這一電解參數下的最大厚度。鋁的陽極氧化膜外層多孔,容易吸附染料和有色物質,因而可進行染色,提高其裝飾性。氧化膜再經熱水、高溫水蒸氣或鎳鹽封閉處理后,還能進一步提高其耐蝕性和耐磨性。
由于7075鋁合金中含有大量的鋅元素,鋅元素是對氧化效果影響最大的化學成分,其容易是7075鋁棒,7075鋁板等加工的配件氧化后出現沙眼,白邊,黑點,顏色不均勻等不浪現象,一般氧化成鋁合金本色和黑色效果較好,氧化成紅色,橘紅色等鮮艷的顏色表現最為不穩定
7系鋁合金氧化方法及注意事項?
七系鋁合金氧化:大學生方程式賽車上為了輕量化使用輕質材料7系鋁合金材料(尤其以7075和7050為主),7075鋁合金是一種冷處理鍛壓合金,強度高,遠勝于軟鋼。7075是商用較強力合金之一。7075鋁合金結構緊密,耐腐蝕效果強,良好機械性能及陽極反應。細小晶粒使得深度鉆孔性能更好,工具耐磨性增強,螺紋滾制更與眾不同。
但是鋁合金表面硬度低,不耐磨,其應用范圍受到一定限制,對鋁合金進行硬質陽極氧化(陽極硬化)處理,可以獲得與基體結合力好、具有一定厚度的膜層,能使用在鋁制傳動花鍵、軸承安裝位置、螺紋緊固處等部位。(當然規則對某些部位的鋁合金件也做了陽極硬化的要求,有人說做了沒必要或者做了其他的比如鍍硬鉻等,其實陽極硬化的實用性和功能性的優勢和必要性還是顯而易見的)
根據調研和實驗,7系鋁合金在做完陽極硬化后,氧化膜厚度可為30μm-50μm,硬度為50-55HRC,可使鋁材滿足花鍵要求。(電解液為草酸,直流,電解溫度0度以下,氧化顏色為帶有金屬光澤枯草黃綠色--屎黃色)。能做這項工作的工廠少之又少,這項技術會的技術人員更是稀少,小弟不才,在前輩和隊友努力下,找到一家為出口活塞和核電設備做氧化的廠家,較終還是成功做了硬質氧化的鋁制花鍵,其中曲折不多說,說一下具體步驟和注意事項吧。
氧化前的準備:
1,氧化要在完成所有機加工之后成品之前做
2,有條件較好做一下金相分析,確定材料真假,或者讓供應商提供成分報告(據本人調研國內西南鋁還是不錯的,貨單上會提供這份報告)被某些材料供應商提供的假鋁材坑到哭,成分不明確,燒蝕了我靠前個做的較完美的加工件(因為不同系列鋁材電解液配比不同,而且兩種不同系列材料在一電解池中氧化肯定會發生燒蝕)
氧化過程:
1,首先要酸洗,這里要注意,酸洗之前一定要明白之前做沒做過放電類的加工,比如說電火花放電加工花鍵,線切割加工等,如果有加工表面也會形成一層堅硬的氧化膜(是不是氧化鋁沒研究),酸洗一定要把這層膜腐蝕掉,否則這部分不導電不會被附上氧化膜,但是這樣會影響工件的表面光滑度和亮澤,使工件發暗。為了使表面平整光亮,達到德雷克斯勒差速器殼的效果,我用拋光磨片加拋光蠟打磨了一次,但結果卻呵呵,后來跟專家了解到,金屬加工表面是物理平整,就是凸凹撫平的感覺,氧化中會使其暴露,想要鏡面效果只能通過化學拋光,用硝酸等化學試劑對加工表面處理再去氧化會得到鏡面效果,因為這項工藝會對周圍環境污染極大,極少有做的,所以處女座的朋友可以試試。
2,注意計算好工件表面積,這會和通電電流有一定比例關系,還有草酸含量也有關,否則會出現上膜慢,膜層較薄等問題,當然也和電解液有一定關系,我這邊廠家只能做草酸的
3,電解過程中切勿頻繁取出查看膜的厚度,會發生再次放入氧化池不反應的問題4,注意控制好電流,過大會燒蝕,過小不反應
5,達到膜厚要求后取出后顏色會較重,用水清洗后,光澤十分好,水層干了之后會變暗,應該是正常反應,剛做出來那個亮啊
6,用測膜厚儀器多測幾個點,我要求做到50絲硬度50多度(1絲,=0.01毫米=10微米),在因為材料失敗過一次之后,第二次完美成功。測硬度,簡單點可以用鑰匙,鑰匙不會在上面留下劃痕的,氧化之前則不然。
注意氧化后就盡量不要再加工了,鋁花鍵經過氧化之后更加放心,而且材料用的更極限,體積更小質量更輕,我做的差速器殼總重0.9KG,加上CUSCO差速器一共重2.5KG。本人不才,就這些淺顯知識在這獻丑了,不過全為本人經驗之談,如有不足,還望指正
附上7系鋁材的物理和化學成分,希望你們做金相實驗和分析的時候能用得到
7075鋁合金物理特性:
抗拉強度:524Mpa
0.2%屈服強度:455Mpa
伸長率:11%
彈性模量E:71GPa
硬度:150HB
密度:2.81g/cm^3
抗拉強度σb(MPa):≥560
伸長應力σp0.2(MPa):≥495
伸長率δ5(%):≥6
7075鋁合金化學組成:
硅Si:0.40
鐵Fe:0.50
銅Cu:1.2-2.0
錳Mn:0.30
鎂Mg:2.1-2.9
鉻Cr:0.18-0.28
鋅Zn:5.1-6.1
鈦Ti:0.20
鋁Al:余量
其他:
單個:0.05
合計:0.15
7050鋁合金化學成分:
鋁(Al)余量
鉻(Cr)≤0.04
鋯(Zr)0.08~0.15
鋅(Zn)5.7~6.7
硅(Si)≤0.12
鐵(Fe)0.000~0.150
錳(Mn)≤0.10
鎂(Mg)1.9~2.6
鈦(Ti)≤0.06
銅(Cu)2.0~2.6