摘要： 介绍一个添加了lk-2添加剂的铝合金硫酸阳极氧化工艺，该工艺对用铸铝合金和硬铝合金材料制作的汽车配件进行了10年的实际生产考核验证，证明该工艺不需配置冷冻降温措施，一年四季均可进行连续生产。所生成的铝合金氧化膜性能较好，不会出现过腐蚀起粉现象。与传统硫酸阳极氧化工艺相比，大大降低了设备投资和生产的能耗成本。
　　abstract： the paper presents the sulfuric anodizing process of aluminum alloy added lk-2 additives. the process makes verification on the auto spare parts made of cast aluminum and duralumin alloy materials for 10 years. the process does not need take refrigerated cooling measures， and achieve continuous production throughout the year. the produced aluminum oxide film has better performance without corrosive powder. compared with conventional sulphuric acid anodizing process， it significantly reduces equipment investment and energy consumption.
　　关键词： 铝及铝合金；硫酸阳极氧化；lk-2添加剂；宽温工艺
　　key words： aluminium and aluminium alloys；sulphuric acid anodizing；lk-2 additive；wide temperature technology
　　中图分类号：[tq153.6] 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）20-0062-02
　　0 引言
　　我们知道很多领域都使用铝合金材料制件，但很多铝合金都有腐蚀敏感性，且表面硬度低，易被划伤、磨损，为了提高铝合金制件的防护能力和表面硬度，通常是对其进行硫酸阳极氧化表面处理。wwW.11665.cOM传统的硫酸阳极氧化工艺其槽液温度最高不能超过30℃，所以必须配置冷冻设备，来对生产中的槽液强制冷却。方能保证正常生产运行，这就产生了设备投入大和生产能耗成本的问题，本文介绍一种方法，在传统硫酸阳极氧化工艺基础上加入lk-2添加剂，可使工艺温度在5-45℃范围内能正常生产出合格的氧化膜，经10年的现场生产考察，其工艺成熟稳定、操作简便。具体阐述如下：
　　1 工艺方法
　　1.1 工艺流程：
　　工件→碱液除油→水洗→出光→水洗→水洗→阳极氧化→水洗→水洗→封闭→水洗→烘干→检验→成品
　　1.2 工艺规程：
　　①碱液除油配方及工艺条件
　　lc-9968金属清洗剂：注1 5-6%
　　自来水 余量
　　温度 10-30℃
　　时间 5-10分钟
　　②出光配方及工艺条件
　　浓硝酸（工业90%以上） 20-25%
　　自来水 余量
　　温度 常温
　　时间 5-10分钟
　　③硫酸阳极氧化配方及工艺条件
　　浓硫酸（98%） 130-150g/l
　　lk-2添加剂 注2 30-50g/l
　　去离子水 余量
　　温度 5-45℃
　　阳极电流密度 1-1.5a/dm2
　　槽电压 10-12v
　　时间 30-40分钟
　　阴极板材料 铅板
　　挂具材料 纯铝或钛制作
　　④封闭配方及工艺条件
　　lk-3封闭剂注3 5-10g/l
　　自来水 余量
　　温度 80-90℃
　　时间 15-20分钟
　　注1、注2、注3均为柳州市柳科表面工程研究所研制生产。
　　2 膜层性能测试
　　①膜厚：采用北京时代之峰科技有限公司生产的tt260数字式覆层测厚仪检测。
　　②显微硬度：采用日产tai yo m-ⅱ型显微硬度计测定氧化膜表面硬度。
　　③耐蚀性：采用碱液滴定法，即在室温下用吸管往工件氧化膜表面滴下一滴（液滴直径约5mm）10%氢氧化钠溶液，观察并记录其基底析出气泡时的时间。
　　3 结果与讨论
　　统计我们生产检验记录，氧化膜性能指标分布为：
　　膜厚：7-10μm（质量指标5μm）硬度200-250ην（质量指标200ην）耐蚀性3分钟以上（质量指标2分钟）。
　　我们知道，铝合金硫酸阳极氧化过程是个放热反应过程，随着反应的进行，其槽液温度会逐渐升高。同时氧化膜形成后，它具有绝缘性，所以造成电阻加大，并随着膜厚的增加，而电阻增大，这样会使大量的电能转变成热能，释放到槽中，而使槽液温度升高。升温的硫酸槽液会使形成的氧化膜溶解，并随着温度上升而溶解愈烈，至槽液超过30℃时，会出现过腐蚀现象而使氧化膜疏松起粉，导致生产不能继续进行。[1]
　　为了能使生产连续进行，方法之一就是配置冷冻装置，将生产过程产生的

量强制冷却。使之槽液大致控制在工艺温度范围内。
　　柳州市柳科表面工程研究所着手在改进电解槽液配方上作出偿试，以期减少设备投入和降低运行能耗成本。开发出lk-2添加剂。该添加剂主要由多种链状有机羧酸组合而成，其原理可能是由于链状有机羧酸阴离子吸附在氧化膜表面，形成一层使h+离子浓度大为降低的缓冲层，以致使膜层的溶解速度降低所致。[2]
　　柳州市柳科表面工程研究所以该工艺技术作为技术支持方参与柳江县群鑫机械配件厂对来自柳州五菱汽车有限公司生产的汽车刹车油缸（由铸铝材料制造）工件和活塞（由硬铝材料制造）工件实施一年四季无制冷措施硫酸阳极氧化处理，自2003年至今10年左右，所生产出来的产品经五菱方面100%检验，均达标合格，极少出现废品现象。
　　柳州本地气温大致是冬季5℃，夏季最高37-38℃，我们所使用的电解槽尺寸为4×1×0.8米，曾认真观察记录在最高气温条件下连续生产10小时，槽液温度达到45℃时基本处于平衡稳定状态，此时生产出来的氧化膜仍保持合格，不会出现过腐蚀起粉现象。
　　4 结论
　　①添加了lk-2添加剂的硫酸阳极氧化工艺对铸铝合金，硬铝合金实施阳极氧化处理时可在槽液温度5-45℃范围内获得较好的防护耐磨氧化膜，不会产生过腐蚀起粉现象。②lk-2添加剂对氧化膜在槽液中的溶解有较好的抑制作用。槽液经5年连续生产使用，其铝离子含量经测试未超过5g/l。③lk-2添加剂在阳极氧化过程中，消耗较少，一般每年补充30g/l即可。由于其不需制冷措施，所以其生产成本可比传统工艺降低1/2。④添加lk-2添加剂的硫酸阳极氧化工艺对于其它铝合金阳极氧化是否适用未得到实际验证。⑤添加lk-2添加剂的硫酸阳极氧化工艺是否适用于尺寸氧化和氧化着色等其它功能要求有待进一步验证。
　　参考文献：
　　[1]章葆澄.电镀工艺学[m].北京：北京航空航天大学出版社，1993：294.
　　[2]暨调和，曾凌三，张国芝.建筑铝型材的阳极氧化和电解着色[m].湖南：湖南科学技术出版社，1994：78.
　　[3]杨昌林.铝及铝合金脉冲阳极氧化膜性能的研究[j].电镀与环保，2006（04）.