알루미늄 합금 양극 산화 피막의 균열 및 박리

알루미늄 합금 양극 산화 피막의 균열 및 박리는 불완전한 산화 피막에 대한 여러 가지 이유로 인해 발생할 수 있습니다. 각 발생의 원인을 명확히 하면 이를 완화하고 완전히 해결할 수 있는 방법을 더 잘 찾을 수 있습니다.
1, 크랙 발생 및 방지
1. 알루미늄과 양극산화피막의 선팽창계수 차이
알루미늄의 양극 산화막과 기판 알루미늄 사이의 선팽창 계수의 차이는 가열될 때 약 5배입니다. 알루미늄이 열팽창을 겪을 때, 알루미늄에서 제자리에서 성장한 양극 산화막은 강한 인장 응력을 받은 다음 팽창된 알루미늄에 의해 분리됩니다. 양극 산화막이 더 단단하거나 두꺼울수록 열 균열의 위험이 높아집니다. 실무에 따르면 일반 황산 아노다이징 필름은 8μm 이하에서 적용할 수 있으며, 중온 및 고온에서 니켈로 밀봉한 후 균열 없이 최대 250도 고온 베이킹을 견딜 수 있습니다. 두께가 8 μ At m을 초과하면 기본적으로 베이킹 크랙을 피할 수 없습니다. 동시에 실링 효과가 좋을수록 균열 가능성이 높다는 것도 실험에서 발견되었습니다.
해결책: 양극 산화막의 선팽창 계수를 높입니다.
① 합금 내 2차상의 분포를 개선하면 양극산화피막과 2차상의 계면에서 크랙이 확장 이동하는 것을 방지하여 크랙 발생을 줄일 수 있다.
② 알루미늄 표면에 일정한 거칠기를 부여함으로써 양극산화피막에 국부적인 미세한 크랙을 유도하여 응력을 풀어주고 더 큰 크랙의 발생을 감소시킨다.
③ 높은 공극률을 갖는 양극 산화 피막의 형성은 교류 산화, 높은 용해도의 양극 산화 용액으로 알루미늄 양극 산화 처리 또는 양극 산화 피막 기공의 특성을 개선하기 위해 산화 탱크에 특정 화학 물질을 추가하여 달성할 수 있습니다. (일반적으로 필름 기공이 증가하고 산화 피막의 경도가 감소함) 균열 발생을 줄입니다.
④ 방사형 미세다공 구조의 양극 산화막은 상대적으로 부드럽고 크롬산 양극 산화 후 선형 팽창 계수가 크게 증가하여 산화막의 균열을 어느 정도 방지할 수 있습니다.
2. 양극 산화 공정 시 산화막에 의해 발생하는 내부 응력
일반적으로 양극 산화막의 성장 과정에서 부피 증가로 인해 산화막 내부 전체가 압축 응력을 받아 산화막의 균열을 방지하려는 경향이 있다. 그러나 산화막이 두꺼워지고 전류 밀도가 증가함에 따라 내부 응력은 인장 응력 방향으로 이동합니다. 경우에 따라 경질 아노다이징은 이 특성을 이용하여 산화 중에 상대적으로 균일하고 표면적으로 넓은 크랙을 의도적으로 생성합니다. 이러한 균열은 나중에 사용 환경에서 더 많은 윤활 그리스를 흡수하여 산화막의 마모를 줄일 수 있습니다.
해결책: 양극 산화 피막의 내부 응력을 제어합니다. 양극 산화막에 잔류 압축 응력이 있으면 깨지기 어렵습니다. 따라서 전류 밀도를 낮추고 산화 온도를 높이고 산화 시간을 줄이는 것이 산화막 균열을 방지하는 데 유리합니다.
3. 돌출부의 양극산화피막 성장
성장 과정에서 양극 산화 피막의 부피가 점차 팽창하는데, 이는 알루미늄 소재의 돌출 부분이 완전한 산화 피막을 형성할 수 있는 이유이기도 합니다. 그러나 돌출부의 곡률이 너무 작으면(돌출부가 너무 뾰족한 경우) 산화피막의 외향 팽창이 알루미늄 표면을 완전히 덮지 못하여 두꺼운 산화피막이 생성되어 표면에서 알루미늄으로 크랙이 발생하게 된다. 기판.
해결 방법: 날카로운 모서리를 필렛하여 곡률이 큰 양극 산화 필름을 생성합니다.
4. 부적절한 밀봉 선택으로 인한 균열. 장기간 실외에 노출되어야 하는 알루미늄 소재의 경우 상온 니켈 유형의 실링제를 사용하는 것은 명백히 적합하지 않습니다. 불화니켈 실링제는 강한 햇빛이나 고온에서 끓는 물 실링보다 미세 균열이 발생하기 쉽다는 보고가 있습니다. 따라서 건설에 사용되는 알루미늄 프로파일에 냉간 밀봉을 사용하지 않는 것이 당연합니다.
해결책: 햇빛에 노출되어야 하는 알루미늄 합금에 대한 최상의 밀봉 솔루션은 무니켈 중고온 밀봉, 니켈 유형 중고온 밀봉 및 비등수 밀봉입니다.
실제로 양극 산화막은 톱질, 굽힘 및 충격과 같은 외력으로 인해 균열이 생길 수도 있습니다. 따라서 양극 산화막의 균열은 완전히 방지하기가 거의 불가능합니다. 모든 조건에서 균열을 완전히 방지할 수 있는 방법은 없지만 알루미늄 재질의 사용 조건에 따라 균열이 존재할 수 있는 많은 예방 및 제어 방법도 있습니다. 따라서 알루미늄 제품의 사용 및 사용조건을 고려할 필요가 있으며, 제한된 조건에서 크랙이 발생하는 경향을 최소화하고 심각한 피해를 주는 크랙의 발생을 방지합니다.
2, 산화피막 박리 및 방지
일반적으로 양극 산화막은 알루미늄 기판에서 제자리에서 성장하는 다공성 구조의 막층입니다. 산화막과 기판 사이의 결합력은 일반적인 전기 도금이나 스프레이보다 훨씬 크기 때문에 기계적인 외력에 의해 기판에서 산화막이 벗겨질 가능성이 적습니다. 그러나 실제로는 산화막의 탈리가 실제로 일어난다. 예를 들어, 약산성 니켈염 전기분해의 그레이 테스트에서 부적절한 니켈 착화제를 사용하면 전기분해 과정에서 산화막의 부분적 박리가 발생합니다.
1. 알루미늄 매트릭스 합금 조성의 영향
Cu 및 Mg를 더 많이 포함하는 합금에서 대부분의 Cu 및 Mg는 양극 용해를 거치며, 용해를 통한 구멍의 형성으로 인해 불연속적인 양극 산화막이 형성됩니다. 따라서 2계열과 5계열 합금은 산화피막이 가장 쉽게 박리된다.
2. 알루미늄 매트릭스에 대한 열팽창의 영향
순수 알루미늄에 Mg 및 Zn과 같은 원소를 추가하면 알루미늄 매트릭스의 열팽창이 크게 증가하여 산화막 균열 및 박리 위험이 증가할 수 있습니다.
3. 정전 또는 산화 중단의 영향
알루미늄 합금의 아노다이징 공정 중 정전이 발생하거나 고정구의 클램핑 포인트가 견고하지 않아 산화 중단이 발생하면 기판과 양극 산화 피막 사이에 화학적 용해가 발생하여 보이드가 발생하고 결합력이 저하됩니다. 기판과 산화막 사이의 두께가 감소하여 산화막이 분리됩니다.
4. 양극산화피막의 미세기공 내 잔류 산화용액에 대한 시간의 영향
양극 산화막의 다공성 구조는 극히 미량의 황산을 포함하고 있으며, 밀봉 및 전기 영동 응고와 같은 열의 영향으로 산화막과 기판 사이의 계면에 저 융점 박막 합금층이 형성됩니다. 이들은 잔류 용액으로 국지적 전지의 형성으로 인해 용해되어 기공을 생성하여 양극 산화막의 결합력 감소 및 박리 현상을 일으킨다.
5. 기계적 가공 응력의 영향이 산화 전에 제거되지 않기 때문에
일반적으로 아노다이징 및 염색 후 2-계열 합금의 소성 산화막은 균열 및 벗겨짐이 발생하기 쉽습니다. 가장 가능성이 높은 이유는 가공 후 재료 표면에 응력이 가해지기 때문입니다. 아노다이징 후 응력은 산화막과 기판 사이의 열팽창 차이를 증폭시켜 궁극적으로 산화막 박리로 이어진다.
6. 전해착색이 양극산화피막에 미치는 영향
전해착색시 산화피막의 박리는 반점모양으로 나타나며 대부분 직경이 원형으로 0.1mm 내지 수mm이다. 산화 피막이 완전히 벗겨지기 전에는 부유 상태에 있어 육안으로 감지할 수 없는 경우가 있습니다.
산화막 박리 원리
현재 인정되는 이론은 수소 가스에 의해 발생한다는 것입니다. 유색 금속염 용액에서 수소 이온의 과전압 효과로 인해 금속 및 수소 이온 모두 음극 전해 동안 미세 기공 바닥의 장벽 층에서 동시에 방전됩니다. 배리어층은 - Al2O3로 구성되어 있다. 반도체입니다. 이온반경이 작은 수소이온은 장벽층을 통해 이온전류를 형성하여 알루미늄 기판에 도달하여 방전한다. 미세기공 바닥에서 생성된 수소가스는 금속이온의 공급을 방해한다. 알루미늄 기판에 방출된 수소이온(H+)은 수소기체(H2)를 형성하며 부피가 수십배 팽창한다. 수소 가스는 알루미늄 기판과 배리어 층 사이에 침전될 곳이 없어 배리어 층을 깨고 반대 방향으로 입구에서 바깥쪽으로 부풀어 오른다. 이 경우 양극 산화막은 스폴링(spalling)으로 알려진 알루미늄 기판에 원형 박리 및 역원추형 손상을 나타냅니다.
AC 전해 착색에 비해 DC 전해 착색은 벗겨지기 쉽습니다. 이는 음극 전기분해에서 양극 산화막이 가수분해 반응을 일으키고 미세기공의 pH가 중성이기 때문입니다. 표면 차단층은 전기삼투로 인해 탈수됩니다. 또한, 약산성 니켈염 착색에 비해 강산성 주석염 전해 착색은 산화피막 박리가 거의 발생하지 않는다.
산화막 박리 방지 대책
① 적절한 전도성 염을 첨가함으로써 착색욕 용액의 전도도를 향상시킬 수 있다.
② Na plus , K plus , AL3 plus , NO3-, CrO2- 및 기타 유해 이온과 같은 착색 탱크의 오염을 방지하고 제거합니다.
③ 착색 과정에서 적절한 pH를 유지하고 목욕 용액의 적절한 순환을 촉진합니다.
④ 음극과 양극 반응의 비율을 적절하게 조절한다.
⑤ 작업물의 가장자리나 올라간 부분에 벗겨짐이 발생하면 전해전류 분포를 보다 균일하게 하기 위한 조정이 필요합니다. 소프트 스타트, 스텝 부스팅 또는 적절한 전류 차폐 조치를 사용할 수 있습니다.