添加剂对铝合金交流阳极氧化的影响

朱立山、何志邦译

  铝或铝合金阳极氧化的电解液有硫酸、草酸和铬酸等，其中最常用的是硫酸，较少使用磷酸。阳极氧化用的电源有直流和交流两种，有时还有交流迭加在直流上。

  直流阳极氧化需要昂贵的整流器，而且对含铜和硅的铝合金难于进行。

  交流阳极氧化，仅要廉价的自耦变压器和升-降变压器，由于两极都是工件，可使生产效率提高一倍。但因下述问题，应用还有困难。

  比如：1．阳极化时会把硫酸还原成硫和硫化物沉积到氧化膜内，致使膜呈黄色或棕色，

        2．氧化膜超过12µm时，就会有裂纹和针孔；

        3．有机染色剂染色后，色调不能重复。然而，在常规的10%（体积）H₂SO₄溶液中加入一些添加剂，问题就可解决。

  添加剂总是含Na⁺或K⁺，或二者。在阳极氧化时，它既促进水的电解，又抑制硫酸的还原。从而避免了硫和硫化物的沉积。为搞清添加剂的影响，以Na₂SO₄为例，作了详细研究，结果如下表：

  从（一）和（八）可知，添加剂可使槽压即交流阳极氧化的电压降低，可使槽压不随时间急剧升高，又可大幅度的提高膜重比。

  从（二）、（三）和（六）可知，提高H₂SO₄的浓度和升温，虽可降低一点槽压，但从降低能耗和减少膜的溶解，增大膜重比来说，还是选用较低的温度和较稀的H₂SO₄来生产厚的氧化膜好。

  从（四）可知，槽压随电流密度增大而升高。

  从（五）可知，对含10%～13%Si和3%～4%Cu的铝合金都可顺利进行，而这些合金作直流阳极氧化却是很困难的。此外交流阳极氧化时的析出氢有很好的清洗作用。

  据此制定交流阳极氧化的规范为：电解液10%（体积）H₂SO₄添加剂3%Na₂SO₄，电流密度2.3安/分米²，相应电压为18～25伏。此规范运行两年多了，所得氧化膜不但用无机盐，而且用有机染料都能着成美丽色彩。由于它的透明度好，可与用直流法所得的产品相媲美。又由于两极都是工件，故可提高工效一倍，而且设备简单，价格低廉。在装饰、防护和工艺美术上都可应用。