铝阳极氧化包括电解着色所生成的膜是多孔的(孔隙率约为5%~30%),这种多孔的膜层硬度低,耐磨性差,抗腐蚀性不良,容易被污染。已着色的膜如果不封孔,也很容易掉颜色。为了提高膜的性能,必须将多孔质层的孔隙封闭。通常封孔的方法有水合封孔、无机盐溶液处理封孔和有机涂料封孔等。
一、按封闭液成分分类
热水封闭
原理:使氧化膜的表面和孔壁的Al₂O₃在热水中发生水化反应,生成水合氧化铝(Al₂O₃·H₂O或AlO(OH)),从而增加氧化膜的体积,实现封孔。 技术条件:封闭温度通常为95100℃(也有说法为≥80℃或≥95℃),pH值在5.57.5之间,封闭时间为1040分钟(也有说法为1530分钟)。 水质要求:应使用去离子水或蒸馏水,避免使用含有钙、镁、氯离子等杂质的自来水,以免影响封闭效果和氧化膜的耐蚀性。
原理:无机盐的水溶液在加热状态下浸泡铝工件,进行封孔处理。其封孔原理除了水合作用之外,还有无机盐在膜孔中水解产生沉淀,填充膜孔。 常用无机盐:重铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐、磷酸盐、醋酸盐等。其中,重铬酸盐封闭应用广泛,但封闭后零件表面会呈黄色,不适合装饰性阳极氧化层。水解盐封闭(如硫酸镍)则不会影响阳极氧化膜的色泽。 技术条件:根据无机盐的种类和浓度,封闭温度、时间和pH值会有所不同。例如,重铬酸盐封闭的温度通常为80~90℃,pH值为6~7,封闭时间为10~20分钟。
原理:使用透明漆、树脂、熔融石蜡、干性油等有机物涂覆在阳极氧化膜表面,形成致密的漆膜,从而封闭膜孔。 优点:所得膜层质量好,色泽范围广,硬度高,耐磨、耐蚀性、绝缘性好。 应用:适用于阳极氧化但未着色的制件以及着色后的制件(需用透明清漆)。
二、按封闭温度分类
高温封闭:如蒸汽封闭、热水封闭和重铬酸盐封闭等,通常在较高温度下进行。 中温封闭:如硅酸盐封闭、二价或三价醋酸盐封闭等,封闭温度适中。 低温封闭:采用特殊配方的封闭剂,如一些金属的醋酸盐,可以在较低温度下进行封闭。 常温封闭:在室温或略高于室温的条件下进行封闭处理,如氟化镍封闭等。常温封闭剂通常含有镍、钴、锌、钛等金属盐类,以及氟化物等添加剂。
三、其他封闭方法
固色剂Y封闭法:适用于铝阳极氧化膜染色后的固色处理。固色剂Y离解成染料阴离子后,与带正电荷的阳离子固色剂结合生成较大的分子而沉淀在膜的孔隙中,从而提高铝阳极氧化膜的坚牢度。 水玻璃封闭法:主要用于化学氧化层的封闭处理。 无镍封孔:使用高分子材料覆盖在氧化膜表面,起到封孔作用。这种方法不含盐类成分,环保性能较好,是未来封闭技术的发展方向之一。