阳极氧化加工的原理

所谓铝的阳极氧化加工是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。

将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化 ，表面上形成氧化铝薄层 ，其厚度为5～30微米 ，硬质阳极氧化膜可达25～150微米 。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克/平方毫米，良好的耐热性 ，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ，优良的绝缘性 ，耐击穿电压高达2000V ，增强了抗腐蚀性能 ，在ω=0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀。氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理，这种方法广泛用于机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰等方面。

一般来讲阳极都是用铝或者铝合金当作阳极，阴极则选取铅板，把铝和铅板一起放在水溶液，这里面有硫酸、草酸、铬酸等，进行电解，让铝和铅板的表面形成一种氧化膜。在这些酸中，最为广泛的是用硫酸进行的阳极氧化。

阳极氧化加工的参数注意以下几点：

1、硫酸浓度。改变硫酸浓度对氧化膜的阻挡层厚度、电解液的导电性和对氧化膜的溶解作用、氧化膜的耐蚀性和耐磨性以及后道处理的封孔质量都将产生一定影响。硫酸浓度高，对氧化膜的溶解作用大，氧化膜的膜孔锥度大、外层孔径增大，使封孔困难。

2、槽液温度。在阳极氧化过程中，部分电能会转化为热量，因此必须对槽液进行冷却降温，以维持一个适宜的温度范围。随着温度升高，膜质量与金属损失比明显减小，而且膜的外层硬度较低。这种膜容易出现“粉化”现象。

3、氧化电流密度。氧化电流密度与生产效率有直接的关系。当采用较高氧化电流密度时，得到预定厚度氧化膜所需时间可以缩短，生产效率高，但是电源的电容量大。且电流密度过大时，会击穿氧化膜的阻挡层，“烧伤”工件。

4、槽液搅拌。为了使阳极氧化槽液温度和浓度均匀，特别是当采用较大电流密度时，及时将氧化膜附近的大量热量带走，一般在阳极氧化过程中对槽液进行搅拌。槽液搅拌有两种方式。一是用无油空气搅拌。二是用酸泵循环搅拌。在此有一点需要提一下，上述说到阳极氧化过程中会产生巨大的热量。此时，槽液会有部分被蒸发成蒸汽，建议在氧化时加入ht402氧化槽酸雾抑制剂，不会影响氧化且避免造成人员伤害和成本。

5、氧化时间。氧化时间的控制较为麻烦，因为它要根据硫酸浓度、槽液温度、电流密度、氧化铝工件对氧化膜厚度和性能的要求来决定。