铝离子是硫酸电解液中含量最大的杂质,同时也是获得优质氧化膜层所不可缺少的成分。铝离子浓度主要对氧化膜层抗蚀性和耐磨性有较大影响,铝的纯度越高,这种影响越小。但铝离子浓度对氧化膜层厚度变化影响不大。
生产实践证明,当铝离子含量超超过10g/L和低于1g/L时,膜层的耐蚀性和耐磨性都下降,以1~5g/L时膜层质量为最佳。当铝离子浓度超过5g/L时,氧化膜层的抗蚀性能开始下降,耐磨性下降程度依合金材料而异。当铝离子浓度超过10g/L时,氧化膜的耐蚀性和耐磨性都开始明显降低,这时的氧化膜层容易沾染各种印迹造成氧化膜表面质量不良率增大。当铝离子浓度超过20g/L后,氧化膜层易出现白点或白斑,氧化膜吸附能力下降,造成染色困难。生产中铝离子浓度一般控制在2~20g/L,以1~10g/L为佳,1~5g/L为最好。
对于批量生产控制铝离子浓度,可以每周或每十天换掉1/3的硫酸溶液,每天都应进行化学分析,并做好铝离子浓度变化与氧化膜层表面质量关系曲线图,如条件许可也可采用化学方法除去铝离子,或采用电解方法回收硫酸。
铝离子浓度对氧化膜层性能的影响见图7-4和图7-5。
图7-4 Al3+浓度对1100纯铝氧化膜性能的影响H2SO4:10%(体积分数),电流密度:1A/dm2,时间:45min,温度:(20±1)℃,封孔:40kg/cm2,蒸汽封孔30min
图7-5 Al3+浓度对6063铝合金氧化膜性能的影响H2SO4:10%(体积分数),电流密度:1A/dm2,时间:45min,温度:(20±1)℃,封孔:40kg/cm2,蒸汽封孔30min