淺談Alodine1500氧化參數(shù)對轉化膜層影響及漆層結合力的改善方法

王順 王熙嫻

摘? ?要：鋁及其合金具有一種優(yōu)良綜合性能的有色金屬材料， 被廣泛應用于現(xiàn)代汽車工業(yè)、航天工業(yè)、電子通訊業(yè)、計算機業(yè)。但由于鋁元素較活潑，在空氣中易氧化生成疏松狀氧化膜， 抗腐蝕性能差， 硬度低， 耐磨性差。因此， 在實際應用中對鋁合金進行適當?shù)谋砻嫣幚硪栽鰪娖淇刮g能力已成為必不可少的工藝之一。本文主要論述了化學氧化參數(shù)，如濃度、溫度、時間對結合力、外觀的影響，同時提出對轉化膜層后續(xù)漆層結合力的提升辦法。

關鍵詞：化學氧化? Alodine1500? 濃度? 溫度? 漆層結合力

鋁及其合金具有強度高、良好的導熱和導電性、反光性強、塑性好、成型性好、無低溫脆性等優(yōu)點， 是一種具有優(yōu)良綜合性能的有色金屬材料， 被廣泛應用于現(xiàn)代汽車工業(yè)、航天工業(yè)、電子通訊業(yè)、計算機業(yè)。但由于鋁元素較活潑，在空氣中易氧化生成疏松狀氧化膜， 抗腐蝕性能差， 硬度低， 耐磨性差。因此， 在實際應用中對鋁合金進行適當?shù)谋砻嫣幚硪栽鰪娖淇刮g能力已成為必不可少的工藝之一。

鋁合金表面Alodine處理是鋁合金化學氧化的一種，在飛機制造行業(yè)應用非常廣泛。航空鋁合金材料表面Alodine處理，是指在材料表面施加Alodine溶液，使溶液與表面材料發(fā)生化學反應，在鋁合金材料表面形成化學轉化層。該化學轉化層可以起到防腐作用，也可提高底漆的附著效果，同時保持航空鋁合金結構的導電性，滿足飛機零部件之間的導電要求。

化學氧化得到的氧化膜厚度為0.5～4μm，且吸附力強，質軟，耐磨，與陽極氧化相比，化學氧化處理速度快，不消耗電能，所需設備簡單，操作方便，成本低，且不受零件形狀和大小的限制，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應用。

1? 試驗目的

工業(yè)生產(chǎn)中常用的Alodine1200、1200S，處理后鋁合金表面呈淺金色到棕黃色; Alodine1000、1500，處理后保持鋁合金本色。本文主要介紹Alodine1500，并探究其最優(yōu)參數(shù)，滿足生產(chǎn)需求，提升產(chǎn)品質量。

2? ?Alodine1500的氧化試驗方案

Alodine化學氧化工藝流程如下：

堿清洗-溫水洗-噴洗-脫氧-冷水洗-噴洗-Alodine氧化-噴洗-干燥。主槽主要控制參數(shù)有槽液濃度（8.593～11.405ml/L）、槽液溫度（65.6～71.1℃）、以及氧化時間。

目前使用的Alodine工藝文件中，除個別項目給出了參考時間為“2～6min”，其余機型給出的Alodine1500氧化時間均為“質控實驗確定”。為探索最優(yōu)氧化參數(shù)制定了如下方案深入探究Alodine1500氧化時間。

3? ?Alodine1500試驗結果分析

實驗數(shù)據(jù)分析：

①濃度因素影響分析。

對于同樣時間，同樣溫度下，通過對比實驗如1和4、3和6等，發(fā)現(xiàn)濃度高的試片對比濃度低的試片略微發(fā)黃，但在顏色上無太大差異，均滿足鹽霧實驗要求。

②溫度因素影響分析。

溫度對氧化膜的質量有較大的影響。本次實驗觀察到，對于同樣時間，同樣濃度下，通過對比實驗如1和7、3和9等，發(fā)現(xiàn)Alodine化學氧化溫度高的試片，在Alodine氧化過程中更快的出現(xiàn)黃色，氧化速率加快，導致最終黃色差異較大。

③時間因素影響分析。

氧化時間的長短直接影響氧化膜的膜重，氧化時間過短或過長都有可能造成膜層缺陷及鹽霧試驗不合格。

本次實驗觀察發(fā)現(xiàn)，對于同樣濃度，同樣溫度下，如1和2和3等，Alodine時間長的試片容易在Alodine之后發(fā)黃，隨著時間的增加、外觀顏色更深，但影響作用弱于溫度對膜層外觀變化的影響。

4? Alodine1500漆層結合力的改善辦法

Alodine氧化膜較薄，質軟，多孔，有良好的吸附能力。Alodine后漆層結合力不好有較多因素影響，經(jīng)過實驗驗證主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

①結合力較差零件多出現(xiàn)在鈑金類角片類零件;

②由于鈑金類零件手工操作，表面處理前需進行手工溶劑清洗，可提高零件前處理效果;

③針對角片類零件避免一次裝夾過多，導致零件相互接觸，排液不暢，影響轉化膜層質量;

④針對該類零件需充分進行預處理，堿清洗15min、脫氧8min（如新支線）分別按最大時間進行控制，可有效保證零件表面狀態(tài);

⑤槽液濃度控制應在文件要求中上線，同時單元應加強槽液液面控制，避免加水導致液面較高，從而影響槽液濃度;

⑥脫氧、Alodine主槽槽液使用前應進行充分風攪拌15min;

⑦受制于噴淋槽效果不佳，Alodine后應增加水管清洗和噴淋同時進行零件清洗;

⑧某項目文件給出，為改善膜層耐蝕性，氧化后零件可在43℃～54℃下干燥20～35min。由于Alodine氧化后到噴漆間隔較短，零件未充分干燥，噴漆后易造成漆層脫落。

5? 試驗結論

綜上，時間及溫度對Alodine氧化后膜層上色有重要影響，溫度高，Alodine氧化時間長，濃度高均會使氧化后膜層上色變色，其中影響力溫度>時間>濃度。膜層微黃時會影響鹽霧試驗的結果，但在本次實驗中，除個別參數(shù)出現(xiàn)黃色外觀，但各參數(shù)的實驗結果均滿足鹽霧要求。

實際生產(chǎn)中，由于零件的復雜性，脫氧時間對氧化效果及膜層外觀質量一樣有著很大影響，對于不同零件應對脫氧時間同樣進行控制。具體控制時間可參考工藝規(guī)范文件，本文不再概述。

同時為改善Alodine1500漆層結合力，需對過程進行嚴格管控，方可保證漆層結合力，同時操作人員質量意識也尤為重要。

通過實驗，為同時保證Alodine化學轉化膜層質量及結合力，Alodine1500建議最佳控制參數(shù)為如表2所示。

參考文獻

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