提高6063铝合金阳极氧化膜抗热裂性能和封孔质量的研究.docx

Lw 2013一第五届铝型材技术(国际)论坛文集提高6063铝合金阳极氧化膜抗热 裂性能和封孔质量的研究曾志河(广东澳美铝业有限公司，广东佛山528137)摘要：本文根据生产的实际情况以及特殊客户对氧化产品阳极氧化膜的特殊性能要求，研究了硫酸直流阳 极氧化过程中，电流密度、硫酸浓度、氧化温度、氧化膜厚、封孔时间等因素，对6063铝合金硫酸阳极氧化膜 抗热裂性能和封孔质量的影响实验结果表明：在硫酸浓度170～1809／L，氧化温度为17C～19℃，电流密度 为1．2—1．4A／dm2的阳极氧化工艺下，所得到的氧化膜同时能保证良好的抗热裂性能和封孔质量关键词：6063铝合金；阳极氧化膜；抗热裂性能；封孔质量Thermal Cracking Resistance and Sealing Quality of Anodic Oxide Film on 6063 Aluminum AlloyZENG Zhi．he(Press Metal International Co．，Ltd．，Foshan 528 1 37，China)【Abstract】Research was carried out in accordance with the actual production condition and customer's specific re- quirements concerning the properties of anodie oxide film on anodized products．The effects of current density，acid concen- tration，oxidation temperature，oxide film．thickness and sealing duration applied to the DC sulphuric acid anodizing processon thermal cracking resistance and sealing quality of anodic oxide film on the 6063 aluminum alloy were investigated．On the basis of the experimental results，the following optimized anodizing parameters were obtained：acid concentration：170—180s／L，oxidation temperature：17℃～19℃，and current density：1．2—1．4A／din2．With these parameters，satisfactory anodie oxide film with excellent thermal cracking resistance and sealing quality could be produced．【Key words】6063 aluminum alloy；anodie oxide film；thermal cracking resistance；sealing quality孔时间)，并对每批产品按均匀抽样的方法进行批1试验部分 量取样测试，检测产品的抗热裂性能和封孔质量。

1．1试验材料1．2．1抽样方法 试验材料为6063铝合金，其化学成分见表1型材氧化封孔后，在每一排上、中、下三个位 1．2试验方案置各取一支料，并在每一支料的前、中、后三个位 在氧化产品生产过程中，分别调整阳极氧化生置分别锯切20cm的样板，总共九块；而每一槽有产工艺参数(电流密度、硫酸浓度、氧化温度、封两排料，总共取样18块取样方式如图1表1 6063铝合金的化学成分1013提高6063铝合金阳极氧化膜抗热裂眭能和封孔质量的研究第二排图l1．3检测方法适当的有机溶剂对试样进行脱脂，干燥后称重，接 1．3．1抗热裂性检测着用50％的硝酸预浸10分钟，然后浸入38±1 oC将待检测的氧化型铝材放在一个预热到49C的的磷铬酸溶液中浸泡15分钟，然后取出试样，将炉子里，尽量保持炉温恒定，波动不超过±3试样清洗干净、干燥后再次称量，并计算其失重 保温30min后，打开炉门，检查样品表面是否封孔失重合格规定为30mg／dm2 有开裂现象若无开裂，关上炉门将温度升高62试验结果及讨论 温度升到预设的温度后，开始计时30min，然后再 次检测样品表面，看是否有开裂现象若仍无开裂2．1氧化工艺参数对氧化膜抗热裂性和封孔质量的 现象，继续将温度升高6。

C，30min后再次检测表影响 面，直到表面出现开裂为止2．1．1氧化电流密度的影响注：必须是氧化银白和浅颜色的样品开始出现在氧化温度为19C、硫酸浓度为1759／L、氧 明显开裂方可 化电压17V的条件下，电流密度为1．0A／dm2时， 合格判定标准：氧化膜在82℃以下不会出现开在抽检的试样中，部分位置的氧化膜在66C左右就 裂方为合格出现了裂纹，而电流密度为1．2 A／dm2、1．4 A／dm21．3．2封孔质量检测时，氧化膜在90C左右才出现裂纹同时，在封孔硝酸预浸磷铬酸法：温度60℃，封孔时间14min的条件下，氧化型材的首先，测量试样有效表面积；封孑L质量都非常理想，氧化电流密度对氧化膜抗热 再用干布擦去试样表面的霜斑，并在室温下用裂性影响以及相应封孔质量的结果见表2表2氧化电流密度对氧化膜热裂性的影响及封孔失重数据测试项目电流密度：1A／dm2电流密度：1．2A／dm2电流密度：1．4AVdm2样板膜裂温度失重 膜厚膜裂温度 失重 膜厚膜裂温度 失重膜厚 编号(℃)(g／dm2)(斗m)(℃)(g／dm2)(“m)(℃)(e,／dm2)(斗m)1ll7211．34139011．86129613．54 13● 1126614961496131137212．26159613．11149614．22121218412901396131228410．77129611．54149613．4131238414841596141318410．99149626．82149019．3131014Lw 2013一第五届铝型材技术(国际)论坛文集续表测试项目电流密度：1A／dm2电流密度：1．2A／din2电流密度：1．4A／din2样板膜裂温度失重膜厚膜裂温度失重 膜厚膜裂温度 失重膜厚 编号(℃)(e,／dm2)(仙m) (℃)(g／dm2)(1a,m)(℃)(v,／dm2)(I．tm)1327814961596141338413．05139617．57149013．09152ll7810．28139611．99149013．22 142127815961296142137812．39159611．94139014．35132218411901296142228411．79139612．04149615．491322390119614961323l909．851490加．15159621．1 152328414901596152338413．47149014．01149017．6142．1．2氧化温度的影响了在其他氧化条件相同的条件下，氧化温度对热裂 如表3数据所示，在1．3A／dm2电流密度，氧性有一定影响，氧化温度越高，氧化膜越容易爆 化电压17V，硫酸浓度1759／L的条件下，随着氧 裂。

而在封孔温度为60％，封孔时间为14分钟的化温度的升高，氧化膜的热裂性能明显下降，其中条件下，试样的封孔质量都能合格C时，氧化膜在77℃时就发生开裂现象这说明表3氧化温度对氧化膜热裂性的影响及封孔失重数据项目氧化温度：17℃氧化温度：19℃氧化温度：22％样板膜裂温度失重 膜厚膜裂温度失重 膜厚膜裂温度 失重 膜厚 编号(℃)(g／dm2)(1a,m) (℃)(g／dm2)(斗m)(℃)(g／dm2)(肛m)11l9014．73149613．54137712．1l 181129615961377181139613．38159614．22127713．61712l10013961377 151229612．25139613．4137712．66141239014961489131319611．48159019．3137712．06161329613961477191339614．23149013．09157712．32152119015．07169013．22147712．641721210013961477132139612．75149014．35137710．71522190119614711622210012．12129615．49137713．21622310014961383142319010．29169621．1157711．7615232901696157l 132339015．03159017．6147711．8161015提高6063铝合金阳极氧化膜抗热裂性能和封孔质量的研究2．1．3硫酸浓度的影响 度时，氧化膜的抗热裂性能得到了很大的提高， 硫酸浓度对氧化膜热裂性能的影响如表4所90。

C时方出现爆裂这说明了在同样的氧化工艺 示，由表中数据可以看出，在氧化电流密度为条件下，稍高的硫酸浓度有利于改善氧化膜的抗 1．3A／dm2、氧化电压为17V，氧化温度为19℃的热裂性能而在封孔温度为60℃，封孔时间为 条件下，阳极氧化的硫酸浓度为1659／L时，氧化 14分钟的条件下，试样的封孔质量同样能达到膜在55℃时即出现了爆裂，而当使用1759／L的浓合格表4硫酸浓度对氧化膜热裂性的影响及封孔质量数据项目硫酸浓度：165：g／L硫酸浓度：1759／L样板编号膜裂温度(℃)失重(r,／dm2)膜厚(汕m)膜裂温度(℃)失重(g／dm2)膜厚(p,m)11l5520．7169613．54 13112611596131135528．7149614．2212121671296131225517．68169613．413123551496141316111．48149019．313132611496141336714．56129013．09152116713．07139013．2214212731196142135512．75159014．3513221671396142227312．46129615．4913223731396132315510．27169621．115232551596152336116．44169017．614．¨、。

所得到的氧化膜抗热裂性能好一“ (2)在温度为60℃左右，封孔速度为0．8～lmin／ (1)在硫酸浓度为170—1809／L，氧化温度为ixm的封孔速度下，同时能保证到抗热裂性能与封 17℃～19℃，电流密度为1．2～1．4A／dm2的氧化工孔质量都合格 艺参数下，将氧化膜厚控制在101xm一18pm之间，参考文献 [1]马月辉．铝型材阳极氧化膜破裂原因及预防措施[J]．轻合金加工技术，2002，30(6)：47—48 [2]郭超．铸造铝合金的阳极氧化工艺与耐蚀性研究[D]．北京：北京化工大学，2004． [3]朱祖芳．铝合金阳极氧化与表面处理技术．第二版．化学工业出版社．2010年1月． [4]刘伟华．热循环作用下铝合金阳极氧化膜的开裂行为与机理研究[D]．北京：北京化工大学博士论文，2008．[5]陈爽．提高铝合金阳极氧化膜在高温下的抗开裂性能研究[D]．北京：北京化工大学硕士学位论文，2009．[6]郭加林．6060铝合金阳极氧化膜受热开裂行为影响因素的分析．材料研究与应用．2011年9月第5卷第3期1016。