工業(yè)鋁型材生產(chǎn)加工廠家

鋁-銅合金、鋁-硅合金是難以陽極氧化的材料，這些材料的陽極氧化電壓高，需要高電壓電源，而且高電壓容易發(fā)生陽極氧化膜的“燒傷”；

1：鋁-銅合金的特征

鋁-銅合金包含2000系合金以及鑄造鋁或壓鑄鋁型材的一部分；該系比較有名的代表性鋁型材有2017和2024；AI-Cu合金從400~500℃的高溫水淬后，在室溫保持（自然時(shí)效）或者在150~200℃回火（高溫時(shí)效、人工時(shí)效）的處理時(shí)，Cu以微小的CuAI2析出，有提高強(qiáng)度和硬度的作用；時(shí)效硬化的2017（硬鋁型材）、2024（超硬鋁合金型材）具有和鋼材相匹敵的強(qiáng)度和力學(xué)性能，切削性也很優(yōu)異；有助于這種時(shí)效效果的CuAI2極其微小而且分布在晶粒內(nèi)；但是，銅以較大的CuAI2相在晶界析出時(shí)，與基體之間形成局部電池，發(fā)生CuAI2優(yōu)先溶解的腐蝕；

2：鋁-銅合金中的Cu的陽極氧化行為

析出的CuAI2和固溶Cu的基體在陽極氧化時(shí)顯示不同的陽極氧化行為；即CuAI2比鋁型材更快被陽極氧化，其后容易被溶解；因此，會(huì)形成孔洞缺陷較多的陽極氧化膜；另外，固溶Cu的鋁型材被均勻陽極氧化，因此鋁型材中Cu的固溶度較高，其陽極氧化電壓就越高，使陽極氧化的槽電壓上升；從陽極氧化角度來分析，應(yīng)對(duì)電壓上升的處理方法有交直流疊加氧化、極性變換電源波形氧化、脈沖氧化和電流反轉(zhuǎn)氧化等；

這樣，鋁型材中的銅使陽極氧化膜品質(zhì)下降，需要高電壓陽極氧化等措施，從而增加了陽極氧化處理的難度；

3：鋁-銅合金的陽極氧化行為

在99.7%的AI中分別加入2%Cu、10%Cu的鋁型材，改變Cu的固溶或CuAI2析出等銅的存在狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示：

①固溶處理含2%Cu的鋁型材，使Cu存在于固溶體中如下（圖1和圖2）；

②固溶處理含2%Cu的鋁型材，在220~250℃熱處理，析出CuAI2（圖1和圖2）；

③含10%Cu的鋁型材在固溶處理溫度保持后急冷，讓Cu盡可能多的溶解到固溶體中，盡量減少第二相CuAI2的存在（圖1和圖2）；

④含10%Cu的鋁型材在固溶處理溫度保持后，緩慢冷卻到300℃，盡量多地析出CuAI2（圖1和圖2）；

（圖2：采用1.3A/dm2的電流密度陽極氧化時(shí)電壓隨時(shí)間變化）

分別采用1.0A/dm2、1.3A/dm2的恒電流密度對(duì)這四種材料進(jìn)行陽極氧化的電壓-時(shí)間曲線如上圖（圖1和圖2）所示；

從圖1和圖2中理解各種鋁型材材料的陽極氧化行為如下；

①與純鋁顯示相同的趨勢(shì)；但與純鋁相比，受固溶體中Cu的影響，電壓升高；

②在陽極氧化初期，由于CUI2的溶解等電流被消耗，電壓不升高；提高電流密度時(shí)，縮短電壓上升的時(shí)間；隨著陽極氧化時(shí)間的延長，CuAI2逐漸被溶解，同時(shí)伴隨著高點(diǎn)升高；

③含10%cu時(shí)，即使進(jìn)行熱處理，全部的Cu也不能固溶；與②相比，更多的CuAI2析出；因而，與②相同，隨著陽極氧化時(shí)間的延長，CuAI2逐漸被溶解，電壓相應(yīng)上升，但需要比②更長的時(shí)間；

④因?yàn)榇罅课龀龅?span style="font-family:Calibri;">CuAI2連續(xù)分布到內(nèi)部，即使提高電流密度，電壓直到最后也不會(huì)上升；

4：易切削鋁型材2011

在2000系AI-Cu鋁型材中，2011使用廣泛；在高強(qiáng)度的2000系列鋁型材中添加Sn、Bi等元素得到了易切削性，因此切削性能得到極大改善，廣泛適用于機(jī)械零部件；為了提高在使用環(huán)境中的耐腐蝕性，要求進(jìn)行陽極氧化處理的情況很多；可是該鋁型材含Cu，不但陽極氧化處理困難，而且由于鋁型材中分散著Sn、Bi等顆粒狀金屬，這些金屬在陽極氧化中溶解，陽極氧化處理也就變得更困難了；

由此可知，選擇最合適的陽極氧化條件進(jìn)行硫酸法直流陽極氧化，就能得到經(jīng)得住實(shí)際使用考驗(yàn)的陽極氧化膜；