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          镁合金的HAE法阳极氧化处理
          2020-11-11 08:59:38   来源:中国有色金属报    点击:

           
          责编·作者:王祝堂
          表1 HAE法槽液及处理工艺
           
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          注: ①欲获得特硬和耐磨的深综色膜,氢氧化铝浓度宜为45g/L~53g/L。
          ②可用等质量的高锰酸钾取代锰酸钾。宣先将锰酸钾溶于水再加入溶液中,还需加入43g氢氧化钾。
           
          ③处理时间决定于电流密度。加大电流密度,应缩短处理时间。对常规氧化膜,电流密度为2A/dm2。
           
           
            镁合金的HAE法阳极氧化处理,已有40多年的历史,是在碱性溶液中进行的一种很有价值的表面处理工艺,是一种成熟的工艺。典型电解液的组成:120g/L KOH、34g/L KF、30g/L Al(OH)3、34g/L Na3 PO4、l9g/L KMnO4;温度15℃~30℃;电流2A/dm2~2.5A/dm2。氧化膜层的性能在很大程度上决定于终止电压高低,低电压膜厚约5μm,浅棕色,硬度不高;高电压膜可厚达30μm,深棕色,硬度高,耐磨,对基体的疲劳强度极为不利。这两种膜在封孔后均具有优良的抗蚀性。氧化处理后应在冷水中充分清洗工件,然后在重铬酸液中进行封孔处理,溶液组成:l00g/L NH4 HF、20g/L Na2 Cr2 07· 2H2O,处理1min~2min。
           
            氧化液中HF和Al(OH)3的作用是加速镁合金的快速成膜,以确保基体不受电解液腐蚀,因为镁合金有很高的反应活性。高锰酸钾的作用:一是提高膜的硬度,二是加强膜的致密性,同时对降低处理终止电压也有利。
           
            HAE工艺对全部镁合金都适用。在HAE处理时,镁基体会溶解一些,但溶解速度仅约为成膜速度的50%,所以阳极氧化处理后,工件或材科的厚度还是略有增加。
            HAE阳极氧化处理流程为:蒸汽脱脂(a)→碱洗→冷水清洗(b)→阳极氧化(c)→冷水清洗(b)→重铬酸盐→双氟盐浸泡(c)→空气吹干→加热湿气时效(d)。
           
            处理工艺中的(a)必要时才采用。(b)全部浸于清水中并搅拌。(c)阳极氧化前不需要酸洗。使用交流电,膜层形成分为两个阶段:第一阶段形成黄色亮膜,厚5.0μm;第二阶段形成深棕色膜,厚度>30μm。(d)为提高不涂装膜的抗蚀性应以树酯封闭或涂漆。HAE阳极氧化处理工艺见表1。
           
            处理时需冷却槽液,保持<32℃,溶液配制:先用一半水溶解无水氟化钾和磷酸三钠,再添加溶解了氢氧化铝的KOH水溶液,最后加入锰酸钾或高锰酸钾,它们在溶液中都不稳定,会转为锰酸盐。将各种配料加入溶液中时,必须不停地均匀地搅动。
            HAE 溶液使用时间长,锰和铝的消耗很慢,为了保持涂层深棕色,经过处理约0.4 m2/L的工件后,必须调整槽液。补充槽液时,应不停地搅动,同时加入原始量铝的15%~20%或11g/L的氢氧化铝。氟化物和磷酸盐的消耗很小,如果溶液是以原始量铝的15%~20%的比率连续使用可每6个月添加一次。
           
            阳极氧化处理后,彻底清洗工件,然后在79℃与85%湿度气氛中时效7h~15h,可获得高抗蚀性的膜层。HAE处理槽需为双层焊接钢结构,冷却板以低碳钢制造,挂具为镁合金的,在液面下以乙烯树脂带保护,用钢夹将挂具接到母线。可形成电偶的铁、铜合金、锡、锌及橡胶,不能用作与溶液相接触的设备。
           
            在冷水中充分洗净的HAE氧化膜应在室温100g/L NH4HF2和20g/L Na2C2O7·2H2O溶液中封闭处理1min~2min,从而中和膜层中的残留碱液,提高氧化膜与漆层的结合力与防护性能。Mg-2Mn 合金在碱性溶液中形成的氧化膜的主要成分为六方晶体结构的Mg(OH)2晶体,由于合金的不同,膜层中还会含有少量的其它合金化元素的氢氧化物。由于HAE阳极氧化处理终止电压的不同膜层的性能也会有较大差异,低电压膜相当软,而高电压终结膜相当硬,几乎与铝的硬质阳极氧化膜的相当。
           
           

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