阳极氧化技术

  为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用较广且最成功的。所谓阳极氧化，就是将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～20微米，硬质阳极氧化膜可达60～200微米。
  阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，具有良好的耐热性 ，硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ，优良的绝缘性 ，耐击穿电压高达2000V，增强了抗腐蚀性能，在ω＝0.03NaCl（表示溶液中溶质的质量分数。通常用一个百分数来表示）盐雾中经几千小时不腐蚀。
  氧化膜薄层中具有大量的微孔，可吸附各种润滑剂，适合制造发动机汽缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强，可着色成各种美观艳丽的色彩。有色金属或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理，这种方法广泛用于机械零件，飞机汽车部件，精密仪器及无线电器材，日用品和建筑装饰等方面。在现实工艺中，针对铝合金的阳极氧化，比较多，可以应用在日常生活中，以这种工艺的特性，使铝件表面产生坚硬的保护层，可用于生产厨具等日用品。但铸造铝的阳极氧化效果不好，表面不光亮，还只能是黑色。铝合金型材要好一点。
  随着摩托车发动机向高速、高功率方面发展，活塞的应力和机械应力加大，因此，活塞顶部燃烧室周围往往发生龟裂现象（热裂纹），已成为铝合金材料活塞的重要问题。经实践及应用证明，采用硬质阳极氧化处理是抑制活塞热龟裂现象的非常有效的办法，已成为目前活塞正规处理的方法之一。
  活塞表面阳极氧化及着色工艺，包括活塞上挂、除油、氧化、着色、封闭、高温烫干、下挂等步骤。是采用“微弧氧化”技术在活塞表面生成一层氧化膜，即在活塞表层分布有均匀的盲性微孔，硬度较高，具有很高的耐磨性和耐蚀性以及很好的润滑效果。目前又出现了微弧阳极氧化技术，所谓微弧阳极氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉淀，是阳极氧化技术的发展，它使用比普通阳极氧化高的电压。微弧阳极氧化突破传统阳极氧化的限制，将Al（铝）、Ti（钛）、Ta（钽）等金属或其合金置于电解液中，利用电化学方法，使该材料表面微孔中产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学共同作用下，生成陶瓷膜层的阳极氧化方法。放电过程中，每平方厘米铝阳极表面约有105个火花存在，放电时瞬间温度可达8000K以上，生成一种性能类似于烧结碳化物的陶瓷膜。此氧化膜硬度特高，耐磨，绝缘电阻高。在特殊电解液中氧化还可以形成不同色调花纹的瓷釉质感的铝表面，既可作高等装饰材料又可作功能膜，如活塞环、电子工业的绝缘层等。