在本期讲座中,我们讲解硬质阳极氧化铝的特征。
(1)浴温与皮膜的硬度
各种电解浴在各种浴温下所能够获得的皮膜硬度如【图1】所示。
从图中可以看出,根据电解浴的温度和电解浴的种类不同,皮膜硬度有着显著差异。因此,工业上的主流工艺是采用硫酸+有机酸作为电解浴(混酸法),在接近0℃的低温下进行电解。
此外,阳极氧化皮膜的性质还会受到作为基材的铝合金成分及调质、已进行的加工等的强烈影响。因此,即使是使用相同的电解液、以相同的条件进行电解,如果基材不同,则同样不可能得到同等性质的皮膜。
因材质差异而导致的皮膜硬度差异如【图2】所示。这是采用大久保敬吾先生所开发出的电流反转法进行处理的结果。
(2)皮膜截面的硬度
【图3】中是硬质皮膜截面的硬度分布。随着皮膜厚度增加,与电解液接触的最先形成的皮膜表面被电解液溶解而成为多孔质,硬度随之降低。
(3)耐磨损性
硬质阳极氧化铝皮膜具有高硬度、耐磨损性优异的特点。【表1】中是使用Taber研磨机磨损试验机进行实验的结果。
可以看出,硬质阳极氧化铝皮膜的耐磨损性达到铝基材的32倍以上,甚至优于硬铬。
【表1】各种材料的耐磨损性对比
(20,000转的磨损量、磨损轮CS-17、载重1kg)
材料 | 磨损量(mg) |
铝A1080 | 632.0 |
铝A1100 | 540.8 |
铝A5052 | 388.6 |
硬质阳极氧化铝 | 12.3 |
SK4钢 | 100.4 |
SK4钢(淬火) | 18.6 |
硬质镀铬(Hv947) | 45.6 |
硬质镀铬(Hv1003) | 29.1 |