铝合金氧化后形成的膜层在正常使用条件下通常不易脱落,但其耐用性受氧化工艺、膜层厚度、使用环境及后续处理等因素影响。具体分析如下:

一、氧化膜的特性
硬度与附着力:阳极氧化膜通过电化学方法生成,硬度可达HV300-600,接近或超过部分钢材的硬度。由于铝基体直接参与反应生成氧化膜,其附着力优于化学氧化膜,与基体结合牢固。
多孔结构:氧化膜由多孔层和阻挡层组成。多孔层具有吸附能力,可吸附润滑剂、染料等物质;阻挡层无孔致密,隔绝外界空气,对铝合金基体起到保护作用。
二、影响膜层脱落的因素
氧化工艺:
电解液成分与浓度:硫酸质量浓度过高会导致氧化膜溶解速度加快,膜层疏松甚至脱落。一般建议硫酸质量浓度控制在150-200g/L。
温度:氧化处理溶液温度过高会影响膜层质量,导致膜层疏松粉化。低温处理可增厚膜层,提高表面硬度、光泽性和致密性。
电流密度与时间:电流密度过大或氧化时间过长会导致膜层粗糙、疏松并呈粉状易脱落。一般电流密度控制在0.8-1.5A/dm²,氧化时间根据铝合金材质和厚度合理设定。
膜层厚度:膜层过薄可能导致附着力不足,易脱落;膜层过厚则可能因内部应力过大而开裂。一般防护-装饰性氧化膜厚度为5-20μm。
使用环境:在腐蚀性环境中,如酸碱大气、工业污染等,氧化膜可能因长期侵蚀而脱落。但经过封闭处理的氧化膜在模拟自然腐蚀中腐蚀速率降低,对基体的防护性超过100年。
后续处理:
封闭处理:封闭处理可堵塞氧化膜的微孔,提高耐蚀性和附着力。未进行封闭处理的氧化膜在潮湿环境中易吸附水分和腐蚀性物质,导致膜层脱落。
高温烘烤:烘烤温度过高或时间过长会使氧化膜内部应力过大,导致膜层脱落。需根据氧化膜的厚度和材质合理设定烘烤温度和时间。
三、预防膜层脱落的措施
优化氧化工艺:严格控制电解液成分、温度、电流密度和时间等参数,确保氧化膜质量。
加强前处理:彻底除油、控制碱蚀时间和浓度,避免表面粗糙度过高影响膜层附着力。
进行封闭处理:选择合适的封孔剂,严格控制封孔时间和温度,确保封孔效果。
合理使用与维护:避免在腐蚀性环境中长期使用,定期清洁膜层表面,去除灰尘、油污等污染物。