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硬質(zhì)陽極氧化是一種鋁卷鋁板及其合金特殊的陽極氧化法,有的也稱厚膜陽極氧化,是20世紀(jì)50年代前后的重要的功能氧化工藝之一。硬質(zhì)膜的硬度較高,在純鋁上所得的硬度可以達到1000HV以上,超過硬鉻的硬度。早期的硬質(zhì)陽極氧化一般在低溫低濃度和強制攪拌方式進行,這樣條件下生成的氧化膜在電解液中溶解較慢,所得的膜層厚度就比較厚,但膜層生長速度慢,生產(chǎn)成本高,且對鍛鋁、高硅、高銅鋁合金等特殊鋁材不適用。 目前對于硬質(zhì)氧化的改進非?;钴S,主要于兩個方面。一是加入添加劑:另外則為改變的直流施壓方式。加入添加劑主要是為了降低電解液對氧化膜層的溶解速度和允許溫度范圍。有機梭酸,如、乳酸、酒石酸、磺基水楊酸等為常用的硬質(zhì)氧化添加劑;還有一些特殊的添加劑如金屬鹽、氟化鈣、粗蔥、木質(zhì)素等。 這些添加劑的加入,能改變陽極氧化過程中化學(xué)、電化學(xué)行為,降低膜層的溶解速度和孔隙率,并可使氧化溫度到5-20℃,有的甚至可以到40℃.在有關(guān)硬質(zhì)陽極氧化的研究中,電源波形和電源設(shè)備的研究是為活躍的一個領(lǐng)域,從直流、交直流且加、脈沖電流一直到交流都開展了大量的研究。 這些工藝大都為了改善高合金成分材料的陽極氧化,燒穿或工作溫度,膜層的硬度、厚度或耐磨性等。脈沖氧化適合一些難氧化的鋁合金的硬質(zhì)氧化,在已經(jīng)得到推廣.脈沖可以實現(xiàn)大電流密度快速硬質(zhì)陽極氧化,成膜速率可達1.5um/min。
電解著色是將陽極氧化后的鋁及其合金在含有金屬鹽的水溶液中進行交流電解,在氧化膜多孔層的底部沉積金屬、金屬氧化物或金屬化合物,由于電沉積物對光的散射作用而呈現(xiàn)各種色彩。電解整體著色指鋁及其合金在陽極氧化的同時被著色的方法,其特點是氧化與著色一步完成,著色膜具有良好的耐光性、耐熱性、耐蝕性及耐磨性。 電解整體著色又分為自然發(fā)色、電解發(fā)色和電源發(fā)色法,其中電解發(fā)色占主導(dǎo),自然發(fā)色次之。自然發(fā)色法陽極氧化及硬質(zhì)陽極氧化多采用有機狡酸作為陽極氧化電解液。此種電解液一般是以為主在其中加入少量有機按酸或在有機梭酸中加入少量的。 利用此種電解液可得到膜層較厚、硬度較高(300-454HV),耐蝕耐磨性能好的硬質(zhì)氧化膜.但這種氧化膜表面活性較低,其著色不如單一氧化膜,色澤比較單一。處理條件也很苛刻,如需嚴(yán)格控制溫度、成膜時間長、能耗大等。 本嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定,絡(luò),如有請告知。我們立即。并且在此:本所有頁面上的化用詞與功能性用詞全部失效,不做賠付理由;僅是為了給客戶提供更多相關(guān)介紹,不存在不良動機,希望各位消費者理解。
連鑄連軋工藝國內(nèi)很少有人研究,應(yīng)用方面基本上是一個空白。熱軋工藝近年來之所以能得到迅速發(fā)展,除上述因素外,主要是由于鑄軋工藝生產(chǎn)的材料范圍較窄、產(chǎn)品性能差、產(chǎn)量低等缺陷造成的。新工藝在保留鑄軋工藝優(yōu)點的同時,克服了鑄軋工藝的許多缺陷,它加大了鑄軋機冷卻區(qū)域的長度,了冷卻強度,使固液兩相線溫差大于45℃的鋁合金得以生產(chǎn),擴大了材料的生產(chǎn)范圍。 新工藝生產(chǎn)的鑄坯厚度大于12mm,在鋁金屬再結(jié)晶溫度范圍內(nèi),以大于65%的加工量進行連續(xù)軋制,由此而生產(chǎn)出的產(chǎn)品晶粒已破碎,了鑄造組織,使再結(jié)晶晶粒較為均勻,產(chǎn)品的性能得到了極大的。新工藝較鑄軋工藝:鑄坯增厚1.5一2.5倍,速度1.5一3.0倍,綜合產(chǎn)能3一5倍.圖3以年產(chǎn)三十萬噸的鋁加工廠為例,由鋁液直接生產(chǎn)2m寬、l一2mm厚的熱軋板坯,比較了各種工藝生產(chǎn)1kg鋁板所消耗的電能。 從中可以著到,新工藝在鑄軋工藝的基礎(chǔ)上增加占61%的熱軋能耗,但省掉79%的冷軋能耗,與鑄軋工藝相比其綜合能耗降低了18%,下面以生產(chǎn)1.5一3mm的鋁裝飾板為例,對新、老生產(chǎn)工藝作進一步的分析:鋁裝飾板通常采用IXXX系純鋁材料,部分也有采用3XXX系鋁合金材料的。 老生產(chǎn)工藝基本上采用7min厚的熱軋或鑄軋板,經(jīng)3一4個冷軋道次軋制到成品。新工藝可直接由鑄軋板經(jīng)2連軋將其加工到成品厚度,再經(jīng)冷軋1個道次的平整或由精整設(shè)備矯直、拋光以板材的表面質(zhì)量。上表對鋁裝飾板3種生產(chǎn)工藝的加工成本進行了比較,從中可以看出采用新工藝生產(chǎn)鋁裝飾板材具有很大的價格優(yōu)勢,同時也表明了熱軋工藝生產(chǎn)普通鋁板在價格上沒有競爭力,它只適合生產(chǎn)高端優(yōu)質(zhì)板材。
在鑄軋鋁卷鋁板時,板帶連續(xù)不斷快速冷卻結(jié)品,這是一種非平衡結(jié)品過程。因此合金在鑄軋過程中容易在晶內(nèi)因過飽和固溶形成Mn,Fe成分偏析、區(qū)域偏析和AIMn或AIFe系金屬間化合物,以及過飽和應(yīng)力等。Mn與鋁基體作用形成的MnA16,在晶內(nèi)和晶界不均勻析出,形成針狀、棒狀和魚骨狀第二相組織,導(dǎo)致鑄軋板帶中的Mn含量發(fā)生嚴(yán)重的偏析,這種組織在深沖時容易產(chǎn)生橘皮和裂紋。 晶內(nèi)形成的這些化合物屬晶格常數(shù)較大的正交晶系或斜方晶系,一般都呈針狀、棒狀、枝晶狀等形貌,棱角等部位比較尖銳,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這種形貌,而且會遺傳到終成品,在后續(xù)冷軋和熱處理中難以改變這。 這是因為鋁液的凝固是從結(jié)晶器的內(nèi)壁開始,垂直于冷卻面的方向向鋁液內(nèi)部擴展,所以鑄造組織具有明顯的方向性;隨著鋁凝固層的增厚,傳熱系數(shù)減小,內(nèi)外品核的形成和長大的不一致導(dǎo)致晶粒的形狀、位向和大小也隨之變。 因此,為了Mn的偏析,使鑄軋坯料晶粒和枝晶內(nèi)的溶質(zhì)分布均勻,同時坯料組織中固溶體溶質(zhì)的含量,改變晶界或枝晶界上的金屬間化合物的形態(tài),變成球狀粒子,改善產(chǎn)品的性能,進行均勻化處理顯得很重要。均勻化處理依據(jù)的原理是原子擴散運動,溫度不同原子擴散速度不同,其擴散驅(qū)動力也不同。
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鋁卷生產(chǎn)廠家談合金的變質(zhì)和細化晶粒早在20世紀(jì)50年代,和美國等國的科學(xué)家就Al-Si合金的變質(zhì)處理進行了研究,發(fā)現(xiàn)對Al-Si共晶體變質(zhì)有效的元素共有18種,但從經(jīng)濟性、工藝性以及對環(huán)境的污染程度等因素考慮,。 近年來,關(guān)于稀土的變質(zhì)作用和變質(zhì)機理研究得較多。20世紀(jì)8o年代初期,就稀土對Al-Si共晶合金的變質(zhì)效果進行了研究,不同稀土元素的變質(zhì)效果不同,變質(zhì)作用強的稀土元素是Eu,其次是La,再次是Ce,Pr,Nd和混合稀土,而在具體實驗條件下E:和Y則幾乎沒有變質(zhì)作用。 長期的研究表明稀土元素是一種良好的長效變質(zhì)劑,并且具有重熔性。例如,含0.056wt.%La的變質(zhì)合金,經(jīng)反復(fù)熔化一凝固10次,每次取樣進行金相檢驗發(fā)現(xiàn)仍有變質(zhì)效果,化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)La的濃度尚有0.035wt.%,仍處于變質(zhì)范圍之內(nèi)。 每種稀土元素變質(zhì)劑都具有其變質(zhì)的范圍和含量,且在不同的合金中變質(zhì)的效果是不同的。稀土元素可以增加液態(tài)金屬結(jié)晶中心、增加表面張力、增加過冷度,在析出相或生長相的表面生成一層吸附膜,阻礙晶粒繼續(xù)長大,達到細化晶粒的目的。
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