1、铝合金手机外壳阳极氧化不良原因分析,作成:王运功2016.04.03,目录,局部无氧化膜，呈现肉眼可见的黑斑或条纹，氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。,氧化膜薄厚不均,烧蚀,氧化膜呈疏松粉化,氧化膜光泽暗,黑点,斑点状,外观不匀原因及解决方案,一. 铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后，发生局部无氧化膜，呈现肉眼可见的黑斑或条纹，氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。,电解液杂质原因：电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高，往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹，影响氧化膜的抗蚀防护性能。,二. 同槽处理的阳极氧化零件，有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整，有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。,导电接触面：导电棒应选用
2、铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。夹具与零件接触处，既要保证电流自由通过，又要尽可能减少夹具和零件间的接触印痕。接触面积过小，电流密度太大，会产生过热易烧损零件和夹具。,三 氧化膜疏松粉化。,电压高电解液温度过高：由于铝合金阳极氧化膜电阻很大，在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热，槽电压越高产生热量越大，从而导致电解液温度不断上升。所以在阳极氧化过程中，必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围。一般情况下，温度应控制在1326，氧化膜质量较佳。若电解液温度超过30，氧化膜会产生疏松粉化，膜层质量低劣，严重时发生“烧焦”现象。另外，当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必须予以限制，因为阳
3、极电流密度过高，温升剧烈，氧化膜也易疏松呈粉状或砂粒状,四. 氧化膜光泽暗,黑点。,电压高电解液温度过高：由于铝合金阳极氧化膜电阻很大，在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热，槽电压越高产生热量越大，从而导致电解液温度不断上升。所以在阳极氧化过程中，必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围。一般情况下，温度应控制在1326，氧化膜质量较佳。若电解液温度超过30，氧化膜会产生疏松粉化，膜层质量低劣，严重时发生“烧焦”现象。另外，当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必须予以限制，因为阳极电流密度过高，温升剧烈，氧化膜也易疏松呈粉状或砂粒状,一. 斑点状缺陷。材料腐蚀、 槽液污染、 合金第二相析
4、出或 电偶作用等因素均可导致斑点状缺陷,2 氧化后外观不匀,A,碱洗以后 ,在铝型材表面出现闪烁晶粒 , 显示粗糙不平的侵蚀斑痕 ,挤压材晶粒越大 越明显。这是碱洗液中锌污染引起的选择性 晶粒腐蚀。应将铸锭中的锌含量降至0. 05 % 以下 ,碱洗液中锌浓度降到 3 ppm 以下。如 锌浓度偏高 ,则在碱洗液中加入 Na2S ,使之 形成 ZnS 沉淀 3。Na2S 的添加量一般是生 成 ZnS 计算值的两倍 ,另外还可以降低挤压 温度 ,防止晶粒粗大,A.闪烁花纹,外观不均匀实际上指条纹和点蚀两种表 面缺陷以外的其它型式的表面缺陷。它不仅 包括烧损 ,白斑 ,流痕等局部性缺陷 ,也包括 表面
5、发暗(失光) ,粉霜(白粉) 等大面积的外 观不良性缺陷。,2 氧化后外观不匀,B,B:氧化烧损(烧焦),烧损 是在阳极氧化时由于电流密度过 大(可能是局部)造成外观烧焦。这是阳极氧 化膜发生局部或普遍的灾难性溶解的结果 , 同时可能发生膜下金属的部分或全部溶解。 这是由于阳极氧化过程中不能有效散热 ,造 成严重的过热状态。开始时烧损是局部形式 出现的。在阳极氧化膜上出现不大的斑痕 , 以后斑痕周围溶解而烧损逐渐扩大。过热的 原因可能是电接触面积不够 ,阴阳极间距近,搅拌不足或搅拌不匀造成温度不匀和硫 酸电解液中铝含量太高等,C,C:粉化,阳极氧化后表面生成白色粉霜称“粉 化”。封孔后铝型材表
6、面出现的粉霜可能是 由于“粉化” ,也可能在封孔过程中(热封孔和 冷封孔都会发生)产生的 ,应予区别。 “粉化” 表面可以用湿布拭去 ,但在户外使用或室内 存放又重新出现。 粉化基本上是局部过热引起电解液腐蚀 氧化膜所致 ,常常是由于搅拌太差和电解液 温度太高造成的。因此应该分析粉化的原因 而采取对策。 如果膜的粉化范围相当普遍 ,可认为电 解槽液温度太高 ,应予以核对调整。如果粉 化发生在个别型材或个别位置 ,则可能排料 太紧密或绑料电接触不良 ,也可能是由于电 解槽液搅拌不好引起的,2 氧化后外观不匀,D,D:黑斑(又称热斑或软斑),黑斑是阳极氧化后出现的深色(灰色或 黑色)斑痕 ,有时在
7、挤压方向上有规律的等间 距出现 ,有时没有规律 ,一般总在型材的某一 个面上出现 ,实际上黑斑在碱洗之后就可以 看到 ,但是在硝酸除灰时可以完全消失 ,而阳 极氧化后又以灰色或黑色斑重新出现 ,在情 况不严重时也可能以白斑或无光斑痕形式出 现。 大多数意见认为斑痕部位是挤压型材冷 却时 Mg2Si 沉淀析出的位置 ,Mg2Si 相与基 体比较是阳极。因此在碱洗时优先腐蚀 ,阳 极氧化膜结构也比正常膜混乱。消除黑斑的 有效措施是尽量减少热挤压型材与出料口石 墨支撑块的接触时间 ,使型材快速冷却到 250 左右。一个最简单的办法是加大冷却风量强制冷却.,E,E:碱洗流痕,碱洗之后在型材上看到流淌的
8、碱液干燥 后的腐蚀印记 ,阳极氧化之后更容易看清。 其原因是碱液浓度过高 ,碱液温度过高 ,而碱洗槽转移到水洗槽又太慢 ,此时碱洗液在 型材表面局部浓缩或者干燥留下腐蚀印记,2 氧化后外观不匀,(1)冶金因素,(2)碱侵蚀,碱洗液中碱浓度过高或碱 洗温度过高 ,碱洗时间过长都可能造成对铝 材的过腐蚀 ,使铝材表面变得粗糙 ,从而失去 光泽 ,并影响尺寸精度。着色后使外观浑浊 , 色调不鲜艳。除了在工艺上确定正确的腐蚀 条件之外 ,添加剂之中添加缓蚀成分或增光 成分也有好的作用,(3)阳极氧化,铝的阳极氧化膜虽然是透明的 ,但膜厚会影响光亮度。膜厚越大 ,亮 度越低。一般说来 ,真实电流密度在
9、1A/ dm2 ,表面光亮度损失最小。控制外加电压 阳极氧化往往不能正确控制电流密度 ,不仅 膜厚难于控制 ,而且影响光亮度。硫酸电解 槽液温度高有利于形成光亮膜 ,只是膜的度下降。在阳极氧化工艺正常的情况下 ,外观灰暗可能与硫酸电解槽液的污染有关。重 金属离子是有害的 ,如铁不仅使膜硬度降低 , 而且使膜发暗。铜 ,镍和锰等杂质与铁有相 同作用。国外对于上述重金属杂质的容许值 分别为 50 ppm ,工业用硫酸不可避免铁污 染 ,国外规定硫酸中铁的容许值为 20 ppm。 杂质的污染源也可能来自铝合金本身 ,如含 铜的铝合金中铜的溶解污染槽液等 4,(4)电解着色,阳极氧化膜透明度差会 影响
10、着色效果。但色调灰暗 ,彩度较差或得 不到真黑色也可能由于电解着色液中溶入杂 质造成污染。铝离子的污染是常见的 ,也有 明显的不利作用。电解着色时如大量溢出气 体应设法调整消除。日本资料指出 ,在电解 着色电压低于阳极氧化电压时 ,如发现问题 , 建议将电解着色电压调高到阳极氧化电压以上,F:外观发暗(又称发灰 ,失光)阳极氧化后表面失光和灰暗 ,电解着色 后色调混沌是比较常见的缺陷,有以下几个原因:,LD31 合金 Mg2Si 的量 , Mg/ Si 之比 ,杂质(主要是 Fe ,Mn 等)含量及 其分布都会影响阳极氧化膜的透明性 ,挤压 工艺和热处理条件也有影响。高温均匀化和 铝棒加热等热处理时 ,如果直接烧油或天然 气 ,则产生大量氢、 水蒸汽和二氧化硫等有害 气体。电解着色形成没有光泽的白点是氢进 入材料引起的。此时应把直接加热改为间接 加热或电加热,三.缺陷的起因和出现的工序,注:缺陷的起因;缺陷出现的工序,THANKS,
