1.电流密度对氧化膜层的影响
适当提高电流密度,氧化膜生长速度加快,获得预定厚度氧化膜的氧化时间短。同时较高电流密度所生成的膜层孔隙率增大,有利于着色和封孔。反之,降低电流密度,膜层生长速度减慢,但是膜层相当致密。如果单纯用提高电流密度的方法来增加膜层厚度是有限的。当电流密度过大时,必然会增加电源容量,增大投资;同时过大的电流密度生产出的膜层透明度下降,抗蚀能力和耐磨性都将受到影响。当冷却条件差时,过大的电流密度会使金属表面局部过热,加速膜层溶解,且易将工件烧毁。在20%的硫酸电解液中,通常使用的电流密度为0.8~2A/dm2,最好是1~1.5A/dm2。电流密度对氧化膜生长速度的影响见图7-8。
图7-8 电流密度对氧化膜生长速度的影响
电流密度对氧化膜的质量有一定影响,当电流密度超过一定范围时,所得氧化膜层的防护性能开始下降。电流密度与氧化膜防护性能的关系见图7-9。
图7-9 电流密度对氧化膜防护性能的影响
氧化条件:H2SO420%,温度20℃液滴条件:HCl(d=1.19):25mL,K2Cr2O7:3g,H2O:75mL
2.氧化时间对氧化膜层的影响
当用20%的硫酸电解液进行氧化处理时,随着氧化时间延长,氧化膜层厚度不断增加,抗蚀能力也不断提高。但当氧化膜层生长到一定厚度时,再延长时间,氧化膜增加不大或者不再增加。这是由于:随着氧化膜层加厚,膜层电阻增大,导电能力下降;同时膜层表面溶解速度加快,使膜层厚度不再增加。且过长的氧化时间会使氧化膜的表层被电解液溶解,氧化膜层变粗糙,硬度降低,内应力增大,易产生裂纹,特别是在铝合金工件的尖角、小半径面更易发生。通常情况下氧化时间以不超过60min为宜,特别是结构复杂或需要二次成型的铝合金工件,氧化时间都不宜过长。如特殊情况下需要长时间氧化,应在较低温度和较低硫酸浓度的电解液中进行。
氧化膜层最大厚度及达到最大厚度的氧化时间因合金成分、电解液温度、电流密度等条件不同而异。氧化时间和氧化膜厚度的关系曲线见图7-10。
图7-10 氧化时间与氧化膜厚度的关系曲线
氧化条件:H2SO420%,电流密度1A/dm2
要获得厚度低于极限值且具有一定性能的氧化膜层,所需氧化时间可按下式进行计算:
t=σ/(KI)
式中 t— —所需时间,min;
σ— —膜层厚度,μm;
K— —系数,当氧化铝密度d=3.42kg/dm3时,K≈0.309,也可以是实验的实测值;
I— —电流密度,A/dm2。