眾所周知,鋁合金陽極氧化膜可以明顯提高鋁合金的表面性能,尤其是表面硬度、耐腐蝕性、耐磨損性等關(guān)系到使用壽命的重要性能,因此人們將陽極氧化膜形容為鋁合金“萬能的”表面強化處理手段。

從20年前進口年產(chǎn)3000噸簡單的小型臥式陽極氧化生產(chǎn)線,到目前多條年產(chǎn)3萬噸以上的大型立式陽極氧化線的投產(chǎn),其發(fā)展之迅速可見一斑。經(jīng)過不斷淘汰、選擇、融合和提高,目前,我國鋁合金建筑型材形成了3大系列的表面處理技術(shù),即陽極氧化,陽極氧化電泳涂裝及有機聚合物靜電噴涂技術(shù),其發(fā)展方向和水平是與國際發(fā)展同步的,裝備水平、工藝特點和產(chǎn)品質(zhì)量都達到了國際先進水平。早在20世紀(jì)80年代中期,我國的鋁型材工業(yè)處于萌芽時期。

1986年當(dāng)時的中國有色金屬總公司科技局,根據(jù)一些專家的意見及時草擬了“關(guān)于建筑鋁型材陽極氧化膜性能測試方法和指標(biāo)”的文件,在當(dāng)時起到了規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量和推動生產(chǎn)發(fā)展的極好作用。該文件建議檢測6項性能:1)外觀色差;(2)氧化膜厚度;(3)封孔質(zhì)量;(4)耐鹽霧腐蝕性;(5)耐磨性和(6)耐光性(色牢度)。由于當(dāng)時技術(shù)水平和設(shè)備的限制,只對于前3項測試提出了具體要求。耐腐蝕性、耐磨性、耐光性只是提出一個概念,具體的性能檢測方法與測試參數(shù),以及性能驗收指標(biāo)等都沒有做出規(guī)定。目前看來,這個文件的內(nèi)容可能還不夠完善,但是在20年之前就已經(jīng)明確提出陽極氧化膜的厚度和封孔質(zhì)量是具有本質(zhì)意義的基本性能,也就是目前所謂的屬于陽極氧化膜性能的必測項目。

20年來我國的鋁型材工業(yè)迅速發(fā)展,相應(yīng)的陽極氧化膜的性能要求、驗收指標(biāo)及檢測方法等技術(shù)內(nèi)容比較明確,相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)得到完善和提高,與各先進工業(yè)國家的標(biāo)準(zhǔn)基本接軌。因此現(xiàn)在的性能檢測項目及檢測方法應(yīng)該具有更新和更多的內(nèi)容,才可能跟上我國生產(chǎn)的發(fā)展步伐,并且可以與國際先進技術(shù)水平和國際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的更全面和更系統(tǒng)地接軌。

中國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化委員會在2004年組織和安排了一系列性能檢測試驗,國家和華南有色金屬質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,以及堅美、南平、興發(fā)、閩發(fā)等6家公司,對于工廠正規(guī)生產(chǎn)而不是特意安排的產(chǎn)品,參與了這項性能檢測的全面試驗并取得大量的接近2萬個數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果已經(jīng)由全國有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化委員會匯集成冊。盡管我國的產(chǎn)品質(zhì)量就全國而言還高低不一,但總體上有了很大的提高。試驗數(shù)據(jù)表明上述工廠產(chǎn)品與國際先進水平比較毫不遜色,因此可以自豪地說,我國的鋁建筑型材工業(yè)已經(jīng)不僅是一個大國,而且成為一個名副其實的強國。膜厚均勻性及封孔質(zhì)量陽極氧化膜的厚度是最重要的性能指標(biāo)之一,可能就是使用壽命的一個標(biāo)志性數(shù)據(jù),封孔質(zhì)量則是反映氧化膜耐腐蝕性的重要指標(biāo)。檢測表明,磷鉻酸失重試驗的數(shù)據(jù)變化,都在6%"15%范圍之間,或者說磷鉻酸腐蝕失重數(shù)據(jù)偏差保持在15%以內(nèi),可視為可以接受的測量誤差。即將頒布的新標(biāo)準(zhǔn)8013.1規(guī)定,鋁合金建筑型材陽極氧化膜封孔質(zhì)量,硝酸預(yù)浸磷鉻酸試驗是仲裁試驗,這是歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN12373.6:1999規(guī)定。

實驗數(shù)據(jù)表明,封孔質(zhì)量愈差的樣品,硝酸預(yù)浸的“失重增加”作用越大,因此硝酸預(yù)浸對于磷鉻酸失重標(biāo)志的封孔質(zhì)量合格與否的鑒別與篩選更加靈敏。冷封孔后處理可以明顯提高封孔質(zhì)量和加快封孔時間。試驗表明,假如進行冷封孔后處理(即在60"80℃純水浸漬10min),可以縮短陳化時間迅速達到封孔質(zhì)量合格水平。其他國內(nèi)外試驗還證實,冷封孔后處理可以明顯改善冷封孔陽極氧化膜的塑性,以適合隨后的機械變形不致開裂。耐腐蝕性和耐候性陽極氧化膜的CASS試驗是耐鹽霧腐蝕的常規(guī)試驗方法。試驗表明,陽極氧化膜的CASS試驗與封孔質(zhì)量的結(jié)果并不是完全可以對應(yīng)的,因為封孔質(zhì)量表示平均腐蝕速度,而CASS試驗反映局部腐蝕的結(jié)果。尤其對于機械噴砂表面的陽極氧化膜,即使封孔質(zhì)量合格,不能通過CASS試驗的情況時有發(fā)生,相同試樣的CASS試驗與堿洗的評級比較,腐蝕級別也會低1到2個級別。噴砂樣品的微觀形貌可能由于噴砂的部分凹坑處陽極氧化膜并不完整,引起局部腐蝕的敏感性增加。