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1、四川驚雷科技股份有限公司復(fù)合材料研究所失效分析報(bào)告鋁是比較年輕的金屬，有“20世紀(jì)的金屬”之稱(chēng)。在全世界它的年產(chǎn)量?jī)H次于鋼鐵，在金屬材料中名列第二。鋁和鋁合金之所以得到廣泛應(yīng)用在于它有許多特點(diǎn)。??鋁的比重是2.702，與銅(比重8.9)和鐵(比重7.9)比較，約為它們的1/3．其制品重量輕，可用于汽車(chē)、飛機(jī)、鐵路車(chē)輛、船舶、高層建筑等方面。??純鋁強(qiáng)度低，但在鋁中加入少量的銅、鎂、錳，鋅、硅等元素后形成鋁合金，顯微硬度可達(dá)400～600kg/mm2，特殊情況下可達(dá)1200～15Ookg/mm2，強(qiáng)度比碳鋼好，可與特殊鋼媲美。
2、??鋁及其合金在空氣中，會(huì)在表面自然生成一層極薄的厚達(dá)0.01～0.05μm的氧化膜。這層自然氧化膜雖然能阻止它們繼續(xù)遭到大氣腐蝕，但此膜疏松多孔，當(dāng)遇到工業(yè)性氣體時(shí)，抗蝕性能大大下降。不過(guò)，如經(jīng)電解氧化加工，使其表面生成硬而致密的氧化膜層，那末，很多物質(zhì)就對(duì)它不產(chǎn)生腐蝕作用，適合在工業(yè)地區(qū)和沿海地區(qū)使用。??因鋁的延展性極其優(yōu)良，所以易于加工成型，經(jīng)人工氧化染色后，可以得到各種美麗顏色的鋁制品。隨著鋁及其合金表面防護(hù)裝飾性氧化工藝的廣泛應(yīng)用，近年來(lái)氧化新工藝、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，如仿禮花法，轉(zhuǎn)移印花法、滲透法、冰花圖案法等等，
3、使鋁表面更加呈現(xiàn)出色彩繽紛，繁花似錦，見(jiàn)之令人暢心悅目。所以目前建筑行業(yè)上把其大量用于高級(jí)賓館的門(mén)、窗、柱、框架等制件上，既堅(jiān)實(shí)牢固，又美觀(guān)大方。??由于鋁及其合金還有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性，對(duì)光、熱、電波的反射性好，沒(méi)有磁性，耐低溫和化學(xué)藥品，有吸音性……等等。故它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。??為了保證鋁合金有足夠的強(qiáng)度和較高的耐蝕，必須經(jīng)過(guò)氧化處理。??鋁和鋁合金的氧化處理分為化學(xué)氧化和電化學(xué)氧化?；瘜W(xué)氧化不用外來(lái)電流僅把制件置入適當(dāng)?shù)娜芤簝?nèi)，使表面生成一層氧化膜。在電化學(xué)氧化中是把鋁及其合金作為陽(yáng)極，故又稱(chēng)陽(yáng)極氧化。??電化學(xué)氧化的
4、方法較多，本章分別介紹硫酸、鉻酸陽(yáng)極氧化，硬質(zhì)電化學(xué)氧化絕緣電體學(xué)氧化和瓷質(zhì)電化學(xué)氧化的故障及其處理方法。??硫酸電化學(xué)氧化故障及其處理方法??硫酸電化學(xué)氧化簡(jiǎn)稱(chēng)硫酸陽(yáng)極化，生成的氧化膜色澤視鋁材的成分和氧化工藝的不同而異，一般有無(wú)色，微黃色、灰色等。氧化膜的厚度約在1～6μm之間。氧化膜可以染色，其防護(hù)性能良好，且具有一定的耐壓性能。本工藝的缺點(diǎn)是對(duì)于翻砂，鉚接、焊接等有孔隙類(lèi)的零件，經(jīng)硫酸陽(yáng)極化后，孔隙處容易泛白點(diǎn)，目前尚無(wú)辦法徹底消除此問(wèn)題。??一、硫酸電化學(xué)氧化工藝簡(jiǎn)介??1．硅酸電化學(xué)氧化液配方和操作條件??硫酸電化
5、學(xué)氧化液配方和操作條件如下：??硫酸(比重1.84，CP)(g/l)160～180??溫度(℃)15～25??電壓(V)12～20陽(yáng)極電流密度(A/dm2)1～1.5??時(shí)間(min)35～45??2．工藝過(guò)程??零件上掛具→化學(xué)除油→熱水清洗→冷水清洗→出光→清水洗→硫酸陽(yáng)極氧化??→冷水洗→烘干→染色→100℃熱水封閉10min。??a．操作注意事項(xiàng)??(1)染色件陽(yáng)極化時(shí)，濃度、溫度、電壓和電流密度避免用上限，時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。??(2)除了染黑色外，需染其他色澤時(shí)，零件的材料應(yīng)使用純鋁、防銹鋁LF2和硬鋁LY11、LY1
6、2。裝飾性要求高者最好應(yīng)使用高純鋁或高純鋁的鋁鎂合金。??-3-四川驚雷科技股份有限公司復(fù)合材料研究所失效分析報(bào)告二、故障和處理方法??故障現(xiàn)象1??氧化膜薄或有紅色掛灰，抗腐蝕性能差。??原因分析??發(fā)生上述故障的原因是多方面的。??(1)硫酸含量和操作條件不符工藝規(guī)范??電化學(xué)氧化是鋁件表面失去電子成為鋁離子，然后與陽(yáng)極上產(chǎn)生的新生氧結(jié)合生成氧化膜。氧化過(guò)程中在成膜的同時(shí)也存在著氧化膜的化學(xué)溶解。氧化膜的生成速度隨陽(yáng)極電流密度、電壓的增大和溶液濃度、溫度的升高而加速，隨陽(yáng)極化時(shí)間的延長(zhǎng)而減慢。當(dāng)然，氧化膜的化學(xué)溶解速度也隨
7、這些因素的增加而加快。氧化膜的生成與溶解是對(duì)立的統(tǒng)一體，是相互制約的。因而所定的工藝規(guī)范應(yīng)根據(jù)零件的要求，通過(guò)實(shí)踐總結(jié)出的最佳參數(shù)。??如果電位密度小、電壓低、時(shí)間短，單位面積上溶解的鋁離子便少，生成的氧化膜就較薄。如果溶液的濃度低，溶液中的離子少，溶液的導(dǎo)電率小，要達(dá)到同樣的電流密度，濃度低的溶液其槽電壓比濃度高的槽電壓來(lái)得高，而硫酸電化學(xué)氧化一般是控制電壓的，所以當(dāng)溶液的濃度低時(shí)，在規(guī)定電壓下，電流密度就小，生成的氧化膜也就較薄。溶液的溫度低時(shí)，溶液的粘度大，離子運(yùn)動(dòng)慢，溶液的導(dǎo)電率小，在規(guī)定的電壓下，電流密度就小，生成的
8、氧化膜當(dāng)然就薄。反之，氧化膜厚，但氧化膜的溶解也加快，且會(huì)形成疏松粉末狀的氧化膜。??(2)零件裝得太松，夾具與導(dǎo)電棒接觸不良??若分析硫酸含量的檢查操作條件都符合工藝規(guī)范，就應(yīng)該檢查零件的裝夾情況。如零件裝夾太松，并且已經(jīng)位移，就會(huì)造成導(dǎo)電不良，以致氧化膜薄。??(3)夾具
