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      中華人民共和國國家標準 GB8013中華人民共和國國家標準
      來源:中國鋁材信息網,更新時間:2007-5-25 7:35:41,閱讀:
      鋁及鋁合金陽極氧化
      陽極氧化膜的總規范
      UDO 669.715:620.197.2
      GB8013-87
      ISO7599-1983
      Arodizing of aluminium and aluminium
      alloys_Genneral specifications for anodic
      oxidation ciatings
      本標準主要適用于鋁及鋁合金的陽極氧化膜。
      本標準定義了鋁及鋁合金的陽極氧化膜的特性參數,提出了這些特性參數的檢驗方法,規定了氧化膜的最低性能,及適用于陽極氧化所用的原鋁級別。此外還闡明了預處理對加工制品外觀及表面狀態所帶來的影響。 
      本標準不適用的范圍有:
      a.屏蔽型無孔氧化膜;
      b.用于有機涂覆底層或金屬度覆底層的氧化膜;
      c.工程上應用的硬制陽極氧化膜。
      1 定義
      1.1鋁
      鋁及鋁基合金。
      1.2陽極氧化鋁
      鋁的陽極氧化膜是在陽極氧化過程中生成的,這層氧化膜具有防護、裝飾和其它實用性能。
      1.3無色陽極氧化膜
      基本無色透明的陽極氧化膜。
      1.4著色陽極氧化膜
      鋁的陽極氧化膜,靠吸附染料而著色。
      1.5自發色陽極氧化膜
      這種陽極氧化膜是某種特定鋁材在某種合適的電解液(通常以有機酸為基)中在電解作用下,由合金本身自發地生成一種帶色的陽極氧化膜。
      1.6電解著色
      陽極氧化膜的著色,通過氧化膜的空隙被金屬或金屬氧化物電沉積而著色。
      1.7光亮陽極化
      其主要特性是使鋁的表面具有高的鏡面反射率。
      1.8防護性陽極化
      陽極氧化后的特性為耐磨、耐蝕,至于外觀是次要的或無關緊要的。
      1.9裝飾性陽極化
      陽極氧化主要使外表均勻、美觀。
      1.10建筑業陽極化
      建筑業陽極氧化要求的特點是外觀和壽命至關重要,因為它的工作條件具有永久曝置性和靜止性的特點。
      1.11 封閉
      鋁在陽極氧化之后進行水合封孔處理,以減少氧化膜中的空隙及吸附能力。
      1.12 有效表面
      物件表面附有涂層及氧化膜的部分,這部分氧化膜的性能和外觀都很重要。
      1.13 測量面積
      在有效表面上可供一次測試的面積。
      “測試面積”的定義可作如下規定:
      a.用重量法時,“測量面積”是指去掉氧化膜的這部分面積;
      b.用于陽極溶解法時,該面積部分是指蜂窩狀絕緣環所包圍的面積;
      c.用于顯微法時,該面積是指可供一次性測試的部分;
      d.用于無損檢驗法時,該面積是探針區或感應讀數區。
      1.14 參比面積
      在參比面積內作一系列一次性試驗。
      1.15 局部厚度
      所測厚度的平均值,這是指參比面積內測量的一系列厚度的平均值。
      1.16 最小局部厚度
      指局部厚度的最小值,它是在某一氧化件的有效表面上測得的。
      1.17 最大局部厚度
      指局部厚度的最大值,它是在某一物件的有效表面上測得的。
      1.18 平均厚度
      指用重量法所得的數據,或者指在有效表面上測得的一系列厚度的平均值。
      2 鋁陽極氧化分類須知
      多數鋁及鋁合金都可以進行陽極氧化(參見2.4),陽極氧化后的許多特性數據有很大差別,這些特性數據如氧化膜外觀、顏色、最大厚度、反射率、耐磨性、耐蝕性及擊穿電壓等等。鋁的陽極氧化膜在許多工程應用上表現出了很好的防護性能,對于那些要求特殊外觀的氧化膜(例如要求外觀均勻、表面光亮的陽極氧化膜)便應選擇一些特級鋁材。生產這種特級鋁材最主要的是要控制鋁材的化學成分、冶金工藝和加工工藝之間的關系,以便提供一種高標準光亮的制造工藝和配合相應的陽極氧化工藝。鋁的級別是很難劃分的,因為為了不斷滿足特殊工業和用戶之間的要求,在制的應用范圍方面有了很大的擴展。另外,在各種鋁材的品味等級方面也難有一個清晰的分界線。 
      下面提到的一些標準方法,僅適用于一般性的檢驗,而這些標準方法是根據鋁的最終用途確定的。作為陽極氧化的生產單位,必須明確產品的最終用途,特別需要強調的是在鋁材的生產廠家與用戶之間要有良好的合作和明確的合同書。
      2.1建筑材料的質量
      這種材料半成品經陽極氧化之后,應在距離不小于3m處進行外觀觀察,其表面基本上要達到均勻一致。
      同一材料,由于批次和形狀不同,陽極氧化后的外觀和顏色會稍有不同。有些缺陷,如亮斑、條痕及其他宏觀缺陷,有時需要通過嚴格檢查或通過不同角度觀察才能發現。上述所講的這些缺陷在任何情況下都不會影響氧化膜質量。有關這類缺陷的驗收標準可由用戶規定(參見第45章)。
      有些特殊合金已經發展到自然發色陽極氧化的方法,并且必須要擬訂一些特殊的表面處理工藝。
      2.2 裝飾質量
      對于裝飾品的質量檢驗,當從0.5m距離去觀察時應該由特別均勻的外觀。根據材料和陽極氧化處理的特點,裝飾性處理可以按毛面處理,亮度處理和半散射狀的處理,但不應有其他缺陷。
      2.3 光亮陽極化的質量
      光亮陽極化的材質宜選用純鋁錠(99.7%)和高純錠(99.99%)。尤其重要的是要控制金屬的制造工藝。另外只有采用特殊的加工工藝,化學處理和電化學處理才能保證在陽極化后有著高鏡面的表面質量。
      2.4 一般工程的質量
      絕大部分鋁材是屬于這類陽極化處理,這種陽極化處理要求氧化膜連續和有較好的防護性能,對它的外觀無須十分注意。
      高銅、高硅和高鋅的鋁合金在陽極氧化的質量方面是一個問題,因為有些協議需要征求供需雙方意見,當銅含量超過3%時,所得氧化膜得防護性能是較差得的。
      3 表面狀態
      3.1 陽極氧化前的表面預處理,對表面的最終外觀及其狀態有著較大的影響。不同的表面處理可以得到各式各樣的圖案花紋。
      機械拋光使表面平滑而光亮。
      化學拋光或電化學拋光可以使特殊鋁材獲得很光亮的表面。
      在一般情況下,拋光材料和未經拋光的材料經過化學浸蝕工藝處理之后,可以獲得不同程度的表面。
      另外,機械加工方法,可以獲得不同的表面狀態,例如采用機械磨刷,皮帶磨光和旋論磨光等方法,可以得到不同程度的有方向性的粗糙表面,而與浸蝕處理而得的無方向性粗糙面大不相同。機械加工比化學預處理的優點是具有交好的重現性。金屬組織和化學成分對它的影響較小,另外機械拋光可以把不很深的表面缺陷去掉。
      3.2 
      表面處理狀態應由陽極氧化生產廠家和用戶雙方協定。必要時可以確定一個標準樣片。它是指導生產的有力保證。但也應該承認這種標樣有時并非完全可靠,因為不同形狀,不同尺寸的材料所選用的參數也稍有不同。
      4 氧化膜的特性數據
      下面列出了陽極氧化膜的各種參數,這些參數都有待于訂貨時加以規定和協商,并取得一致意見。
      有些參數僅僅是對某種特殊產品才有重要意義,因此陽極氧化廠家必須要明確材料的最終用途和使用時的特殊性能。
      有些性能(如鏡面反射率)只有特種合金才能實現,有些性能彼此之間還是矛盾的。 
      5 試驗
      5.1取樣方法
      取樣方法必須由陽極氧化生產廠家與用戶雙方尚定。取樣形狀按檢驗標準的規定執行。
      5.2試樣
      一般情況下,試樣只能是產品的一部分。為了便于仲裁試驗和驗收試驗,如果雙方同意,可確定一個標樣,至于標樣的制備條件應和生產上的條件相同。 
      5.3驗收試驗
      驗收試驗由陽極氧化生產廠家和用戶尚定。
      5.4仲裁試驗
      當有爭議時,應按本標準規定的方法進行仲裁試驗。
      5.5生產檢驗
      控制產品生產檢驗可由陽極氧化生產廠家自行決定。
      6厚度
      6.1總則
      陽極氧化膜的厚度用微米(μm)表示。氧化膜厚度是一個最重要的參數,因此必須加以規定。
      6.2分級
      陽極氧化膜厚度的分級,可按氧化膜的最小平均厚度進行分級。厚度分級的標志為:在字母AA后加厚度級別的數字。典型的分級法見下表。
      為了表征陽極氧化膜的特殊性質,可以用較高的氧化膜厚度表示。如有需要,可以采用平均氧化膜厚度表示,但在任何時候都不允許氧化膜的最小局部膜厚低于最小平均膜厚的80%。有關氧化膜厚度級別的選擇應該參照國家標準自行決定。
      級別最小平均膜厚,μm最小局部膜厚,μm
      AA554
      AA10108
      AA151512
      AA202016
      AA252520 
      從實際角度出發,耐蝕性是一個重要的參數,因此陽極氧化生產廠家與用戶應該對氧化膜的最小局部厚度加以規定,對平均膜厚可不作任何規定。 
      6.3氧化膜厚度和單位面積質量(表面密度)的測量
      氧化膜的測量方法有以下幾種(可采用其中的一種或幾種方法):
      a.橫截面顯微法;
      b.渦流法;
      c.分光束顯微法;
      d.重量法。
      當碰到爭議時,如果氧化膜厚度等于或大于5μm時,應以顯微測厚法a.作為仲裁方法。如氧化膜厚度小于5μm時,一般不采用顯微法,而采用重量法d.,并計算出單位面積的最小質量,應用上述方法時,應該征求生產廠家與用戶的同意。
      測量膜厚必須在有代表性的部位進行,距陽極接觸點5mm內以及邊角外都不宜選作測膜厚的部位。
      7 封閉質量
      7.1總則
      氧化膜的封閉質量極為重要,無須加以說明,氧化膜都須加以封閉,只有對那些特殊聲明的氧化膜才不予封閉。
      7.2封閉質量的評價
      7.2.1 仲裁試驗
      當有爭議時,應以磷鉻酸浸漬重量損失法作為封閉質量的仲裁試驗方法。如每平方分米氧化膜的重量損失不超過30mg的話,封閉質量是合格的。
      7.2.2交替式的耐酸試驗
      在試驗中,如每平方分米氧化膜的重量損失不大于20mg,則這種封閉工藝是理想的。
      7.2.3導鈉試驗和阻抗試驗
      氧化膜未經染料著色,只經蒸汽和水封閉如果其導鈉值小于20μs(以20μm氧化膜厚作為標準)。則可以認為這種封閉質量是合格的。但對于所有的暗色氧化膜,導鈉值要達到20μs是不可能的。另外,如精確測量的阻抗值大于50kΩ,同樣也可以認為這種封閉方法是合格的。
      對于有些種類的著色氧化膜,其數據可由陽極氧化生產廠家和用戶尚定。
      熱水封閉槽液中加入某些添加劑后,必然要影響封閉氧化膜的導鈉值和阻抗值,這時應采用仲裁法(7.2.1)鑒別封閉質量。
      7.3封閉氧化膜吸附損失率的檢驗
      如在顏色標尺上,染料吸附的額定值為1或2時,則此封閉工藝是合理的。在熱水封閉槽液中添加適量添加劑之后必然影響染料的吸附能力,此時應用仲裁方法(7.2.1)鑒別封閉質量
      8 外觀和顏色
      8.1 
      陽極氧化零件,從雙方同意的某一距離去觀察,在有效表面上應沒有肉眼可觀察到的缺陷。如果用戶認為外觀顏色至為重要,那么這些缺陷部位和尺寸大小應由陽極氧化生產廠家和用戶之間提出的一個標樣。
      8.2 有關顏色、表面缺陷和公差都應由陽極氧化生產廠家與用戶協商,有必要的話,最好建立一個雙方都認可的標樣。
      8.3 
      除了另有規定之外,顏色的觀察都須放站散射的日光下進行觀察。光線照射的方向作如下規定,在赤道北部,光線從北方照射,在赤道南部,光線從南方照射。
      如果著色氧化膜在人造光下使用,則應在人造光下進行比較。
      協議標樣應貯藏在暗而干燥的地方。
      8.4 為了控制生產過程,對顏色的記錄和分級,一般采用顏色的測量儀器。
      9 耐蝕性
      如果用戶需要對陽極氧化膜作耐蝕試驗,可采用ASS法和CASS法。試驗方法的選擇和試驗的周期,應由陽極氧化生產廠家和用戶商定。
      10 耐磨性
      如用戶需要陽極氧化膜的耐磨性試驗,儀器選用和試驗方法應由陽極氧化生產廠家和用戶商定。
      11 耐變形破裂性
      如用戶需要對陽極氧化膜作耐變形破裂性試驗,應按國家標準規定的方法進行。實施方案可由陽極氧化生產廠家和用戶商定。
      12 耐曬度及耐紫外線輻射性
      12.1為了評定外觀顏色的牢固度,應當采用與真實條件相同的戶外曝曬試驗。快速試驗法只適用與著色陽極氧化膜的生產試驗,但是這種快速試驗法事先已經對這種著色介質在戶外作了對照性的曝曬試驗。
      陽極氧化鋁材的著色牢固度取決于著色的方法和使用的著色介質,在一些特殊的應用條件下,一定的著色范圍比較理想,因此最好征求陽極氧化生產廠家的意見。
      12.2 耐曬度
      耐曬度方法是一種著色氧化膜耐曬度的快速試驗法。當采用本試驗方法時,對著色陽極氧化鋁材的試驗作如下規定:
      a. 室內使用:至少為6;
      b. 室外使用:至少為10。
      12.3 耐紫外線輻射性
      紫外線輻射方法是一種著色氧化膜耐紫外線輻射的試驗方法。和其他耐曬度試驗相比,該方法是一種較嚴格的試驗方法。它在很短的曝曬時間內就會使著色陽極氧化膜發生顏色變化。這種方法尤其適用于建筑業方面的著色陽極氧化膜的耐曬度試驗,因此適用于作生產檢驗。 
      13 光的反射性能
      13.1總則
      可以對下列特性數據進行測試:
      a.全反射率(全反射能力)
      b.高光澤度表面的鏡面反射率
      …………………………45°
      …………………………30°
      …………………………20°
      c.中等或低光澤度表面的鏡面反射率
      c.…………………………60°
      …………………………35°
      …………………………45°
      d.散射反射率
      這些參數可用各種光學儀器測量,各種光學儀器的差別取決于結構、價格及表面放置的方式。不同的儀器具有不同的照明系統,不同的入射角度,不同的反射角度及不同的聚光系統。因此,所測得的這些數據與選用的儀器有關。
      有些數據的測定必須準備一個特別光滑的表面,并且測試工作只能在特制的試樣上進行。用戶應將預測量之特性數據通知陽極氧化生產廠家,雙方還應規定測試使用的儀器及試驗方法。想要獲得高光澤度表面的產品,必須采用高純度鋁錠。
      13.2全反射率
      全反射率的測量方法有:
      a. PRS探頭測試法
      b. 積分球法,
      13.3鏡面反射率(高光澤度) 
      光亮陽極氧化表面的鏡面反射率是一個主要的特性參數。它是在平面上測定的,測定方法有:
      a. 45°測量鏡面反射率。本方法所用的儀器價格便宜,分辨率高,但只能測量一個參數;
      b. 30°測量鏡面反射率。試驗中采用的簡易測角儀,價格昂貴,儀器先進,能測量一系列的精確數據。
      c. 20°測量鏡面反射率。
      13.4鏡面光澤度(中、低級光澤度)
      所測量的鏡面光澤度是在半散射的表面上測得的,測量方法有:
      a. 60°測量鏡面光澤度
      b. 35°測量鏡面光澤度
      c. 45°測量鏡面光澤度
      60°方法的關鍵在于選用一種合適的通用儀器、測量范圍在30-70之間。度數的選用是根據表面的高、低光澤度決定的,表面光澤度低于30,一般選用45°,高于70時宜選用13.3中所規定的方法。
      13.5散射反射率 
      根據定義,全反射率為散射反射率和鏡面反射率之和。因此,散射反射率不是一個獨立的特性數據。它可以采用積分球法測量,或者用13.4中規定的方法所測得的鏡面反射率進行計算。
      14 擊穿電壓
      當需要時,可用氧化膜絕緣性測試方法測量陽極氧化膜的擊穿電壓。擊穿電壓規定值由陽極氧化生產廠家和用戶商定。 
      15 氧化膜的連續性
      當需要時,可用硫酸銅試驗法測試陽極氧化膜的連續性。氧化膜連續性的測試方法,只在對氧化膜厚度小于5μm時才適用。
      氧化膜連續性的程度由陽極氧化生產廠家和用戶協商而定。
      16 氧化膜單位面積上的質量(表面密度)
      當需要時,可用重量法(參見本標準6.3)測定氧化膜單位面積上的質量。
      如果已用其他方法精確測量出氧化膜厚度,則可計算出氧化膜的表面密度。
      在已知表面密度的前提下,用該法還可確定膜厚。一般常用的陽極氧化膜實在20℃硫酸溶液中陽極氧化而得到的。封閉后的氧化膜密度約為2.6g/cm3,未經封閉的氧化膜的密度約為2.4g/cm3。
      附加說明:
      本標準由東北輕合金加工廠負責起草。
      本標準主要起草人高亢之、王子毅。
       
      中國有色金屬工業總公司1987-.4-22批準 1988-05-01實施。

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