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MIL-A-8625F 阳极氧化 中文版


MIL-A-8625F 1998 年 4 月 25 日 美国军事标准 铝和铝合金的阳极氧化膜 此标准由由美国国防部所有部门和科室批准使用 1.范围 1.范围 1.1 范围 本标准包括非建筑用途的铝和铝合金的 6 类和 2 级电解生成的阳极氧化膜的要求 (见 6.1)。

1.2 分类 本标准所列阳极氧化膜的类别和级别如下:

1.2.1 分

类 Ⅰ类- 铬酸阳极氧化,在铬酸槽生成的常规氧化膜(见 3.4.1) ⅠB 类- 铬酸阳极氧化,低电压工艺,22±2V(见 3.4.1) ⅠC 类- 非铬酸阳极氧化,应用非铬酸的配方生成的Ⅰ和ⅠB 类氧化膜(见 3.4.1 和 6.1.2) Ⅱ类- 硫酸阳极氧化,在硫酸槽生成的常规氧化膜(见 3.4.2) ⅡB 类- 硫酸阳极氧化薄膜,应用非铬酸的配方生成的Ⅰ和ⅠB 类氧化膜(见 3.4.1 和 6.1. 2) Ⅲ类- 硬质阳极氧化膜(见 3.4.3) 1.2.2 级别 1 级- 不染色(见 3.5) 2 级- 染色(见 3.6)

2.适用文件 2.适用文件 2.1 政府文件 2.1.1 规范和标准 下面的规范和标准构成本标准的组成部分。(此处有删节) 规范 军事规范 MIL-P-23377 耐化学和溶剂腐蚀的环氧聚酰胺涂层, MIL-C-81706 铝和铝合金的化学转化膜

MIL-P-85582 水性环氧树脂涂层 联邦规范 QQ-A-250/4 2024 铝合金的板和薄板

标准 联邦标准 FED-STD-141 油漆,清漆,硝基漆和相关材料:取样和测试方法。 FED-STD-151 金属:测试方法 军事标准 MIL-STD-105 取样程序和质量检查表

2.2 非政府出版物 下面的规范和标准构成本标准的组成部分。(此处有删节) 美国试验和材料学会(ASTM) ASTM B 117 盐雾试验方法 ANSI/ASTM B 137 铝和铝合金的阳极氧化膜的重量测试 ASTM B 224 利用涡流仪测试铝氧化膜厚度,以及其它非磁性材料上的非导电层的厚度 ASTM D 822 测定油漆,清漆,硝基漆和其它产品的曝光和曝水仪(碳-电弧型)的标准 使用方法 ASTM D 2244 不透明材料色差的仪器测试 ASTM G 23 有水和无水的非金属材料曝光测试的曝光仪(碳-电弧型)的标准使用方法 ASTM G 26 有水和无水的非金属材料曝光测试的曝光仪(氙-电弧型)的标准使用方法

2.3 优先程序 在本标准和所引用的参考文件有矛盾时,本标准具有优先权,但是本标准 不能超越现行的相关法律和法规。

3.要求 3.要求 3.1 材料 使用的材料应能产生符合本标准要求的氧化膜。 3.1.1 基体金属 基体金属的表面应无任何由于机加工,切割,刮削,抛光,弯曲,拉 伸,滚轧,热处理,合金的化学失衡和掺杂等等引起的表面缺陷,这种缺陷可能导致阳极氧

化测试板或零部件不符合本标准的任何一个要求。基材金属应经过清洗,腐蚀,阳极氧化和 封闭,亦获得满足本标准所有要求的阳极氧化膜。 3.2 设备和工艺 使用的设备和工艺保证所有的阳极氧化膜满足本标准的所有要求。 除非在 合同,订购单或适用图纸另有规定工序的操作条件应由供应商选择。

3.3 概述 3.3.1 零件和组件的阳极氧化 3.3.1.1 零件的阳极氧化 除非在合同,订购单或适用图纸有特殊要求,必须要等所有的热 处理、机加工,焊接成形和打孔等工序完成之后才能进行阳极氧化。 3.3.1.2 组件的阳极氧化 除非在合同,订购单或适用图纸有特殊要求。在连接处或凹槽中 会截留电解液的组件不能进行阳极氧化(组成组件的零件应单独阳极氧化,再进行装配)。 如果在合同, 订购单或适用图纸批准对组件进行阳极氧化, 则使用的工艺方法结果不会由于 截留的电解液而使组件受损。(除非规定氧化膜的种类,应采用 I 类或 IB 类)。组件中包 含非铝合金零件,例如钢、黄铜、或有机物之类的,它会受到前处理、阳极氧化溶液的腐蚀 或妨碍形成一致的氧化膜。 像这类组件就不应该进行阳极氧化, 除非非铝表面有遮蔽或者用 电流绝缘方法使生成的氧化膜符合本规范要求。

采 3.3.1.3 复杂形状零件的阳极氧化 在对凹槽会截留电解液的复杂零件进行阳极氧化时, 用的工艺应保证零件不应截流电解液造成相应的损害。 (如果没有特殊要求,应采用 I 类或 IB 氧化膜。)

3.3.2 搬运和清洁 在零件所有前处理,阳极氧化和后处理得过程中,要避免那些机械损伤 和沾污。零件上应无异物。氧气物,泥土,油脂,油漆,焊药等。应用适当的方法清除氧化 皮和其它中间膜。含有铁质(如铁绒,氧化铁和铁丝之类)研磨剂,它会嵌入金属中,会加 速铝和铝合金的腐蚀, 因此禁用铁质研磨剂作为阳极氧化前的机械清洁剂。 如有特殊清洗要 求,应会在合同或者订购单上注明。

3.3.3 反射面 当合同和订购单中指明(见 6.2),加工零件具有高发射表面时,则在阳极 氧化前进行化学物或电化学抛光(见 6.9)。

3.3.4 修整(机加损伤和挂具点) 除非有特殊要求,对零件上造成阳极氧化膜损伤,但不 修整(机加损伤和挂具点) 损坏零件本身的机械损伤区域应使用 QPL-81706I 所认可的 I 类阳极氧化膜级的化学转换材 料和适用的方法进行修整。 修整只能对机加工损伤, 像刮痕之类的。 至于 III 类阳极氧化膜, 只允许队不磨损的区域进行修整(见 6.6.1)。由机加工引起的损伤区域最多不能超过总阳 极氧化面积的 5%,否则不允许进行修整。在合同或者订购单(见 6.2)注明有特殊要求的, 挂具点应按机械损伤相同的方法进行修整。

3.4 氧化膜 根据合同、 订货单或图纸要求的普通阳极氧化膜可以是采用任何工艺来生成铝 和铝合金上的阳极氧化膜 3.4.1I,IB,和 IC 类氧化膜 I 和 IB 类氧化膜应该是由铬酸电解液中对铝和铝合金里表面 I IB, 生成的均匀的阳极氧化膜。IC 类氧化膜应该是在无机酸或无机/有机酸(非铬酸)的电解液 中对铝和铝合金表面生成一层均匀的阳极氧化膜。 除非在合同, 订购单或适用图纸有特殊要 求, I 类氧化膜将不能应用在超过含铜 5.0%的铝合金或含硅超过 7.0%铝合金,或则允许的 合金成分总含量超过 7.5%铝合金的表面生成。 对要求 I, 或 IC 类的可以热处理的铝合金, IB 应在阳极氧化前热处理退火。例如-T4,-T6,或者 T73。 3.4.1.1IC 类氧化膜 IC 类氧化膜是 TYPE I 和 IB 非铬酸替代物。除非特许, IC 类氧化膜 IC 代替所规定的 I 或 IB 类氧化膜是不允许的。

3.4.2 II 和 IIB 类氧化膜 II 和 IIB 类氧化膜应是在硫酸电解液中对铝和铝合金表面生成 一层均匀的阳极氧化膜。 对可热处理的铝合金应在阳极氧化前进行进行清洗。 这种热处理退 火可以是: -T4,-T6,或者 T73。 3.4.2.1 IIB 类氧化膜 IIB 类氧化膜是 I 类和 IB 类氧化膜非铬酸替代物。 除非特许, 禁止 用 IIB 类氧化膜代替规定的 I 类和 IB 类氧化膜。

3.4.3 III 类氧化膜 III 类氧化膜应是在电解液中铝和铝合金表面生成的一层均匀的氧化 膜。III 类氧化膜可又任何一种工艺在铝和铝合金表面生成一定厚度的非常致密的氧化膜 (见 3.7.2.1)。除非在合同,订购单或适用图纸有特殊要求,III 类氧化膜不能在超过含 铜 5.0%或含硅超过 8.0%铝合金上生成。 如果硅含量高于 8.0%的铝合金上生成铝阳极氧化膜 应经相关的采购部门批准。应热处理的铝合金要在阳极氧化前进行例如-T4,-T6,或者 T73 等的热处理。

3.5 1 级 如果在合同或订购单有规定 1 级(见 6.2),阳极氧化膜不应染色。任何各种不 同成分的铝和铝合金的阳极氧化形成的自然发色不应视作染色。 由封闭工艺获得的特殊颜色 也不应视作染色。

3.6 2 级 如果在合同或订购单有规定 2 级(见 6.2),则阳极氧化膜应在各种染料溶液中 均匀染色精制铝和铝合金上的颜色应均匀。 铸铝往往由铸件本身的孔隙会有褪色或失色的现 象。使用的染料不应造成对阳极氧化膜的损害。 3.6.1 染色 如果要求染色,则应在合同,订购单或有关图纸(见 6.2)要求的颜色和颜色 均匀度来进行。 3.6.1.1 铸件 染色后的铸件会有颜色不一致的情况出现。 应由采购部门指明可接受的不均 匀程度。

3.7 具体要求 3.7.1 I,IB,IC ,II 和 IIB 类氧化膜 IB, 3.7.1.1 氧化膜的重量 在染色和封闭前,I,IB,IC ,II 和 IIB 类氧化膜在按 4.5.2 检测 时,应符合表 1 的氧化膜重量要求(见 6.10.6)。 表 1、I,IB,IC,II 和 IIB 未密封的阳极氧化膜重量。(见表) 种类 I 和 IB IC 1/ II IIB 重量(mg/ft ) 200 以上 200(最小)~700(最大) 1000 以上 200(最小)~1000(最大)
2

1/-除非在合同或订货单另有规定,氧化膜重量超过 700 是不允许的。 3.7.1.2 耐腐蚀 在按 4.5.3 要求进行盐雾试验,经目测检验,试样应满足以下要求: a. 对一组 5 个以上试样总面积 150 平方英寸区域检查后, 试样孤立凹坑数不应超过 15 个 (见 6.19)。而且每一个凹坑的直径不应大于 0.031inch。在离识别标志,边缘和电极接触点 0. 062inch 之内区域不在检测范围。 b. 对二个以上的试样总面积在 30inch2 区域检查后,试验的孤立凹坑不应超过 5 个,而且 每一个凹坑的直径不应大于 0.031 inch。在离识别标志,边缘和电极接触点 0.062inch 之 内区域不在检测范围。

c.除上述 a 和 b 要求外,I 和 IB 类试样不应有深黑区(点,条,标记)

3.7.1.3 耐晒牢度 除非在合同,订购单或适用图纸另有规定,2 级染色的阳极氧化膜在经 过耐晒试验(见 4.5.4)后,其褪色程度应相当于 DELTA(E)=3。(见 6.2)

3.7.2 III 类氧化膜 3.7.2.1 氧化膜的厚度 除非合同,订购单和适用图纸另有规定(见 6.2),其正规氧化 膜厚度应该是 0.002inch(2mils)(见 6.16,6.17 和 6.10 到 6.10.5)。如没特殊规定, 对于厚度在 0.002inch 以下的氧化膜,在按 4.5.1 测试时,其氧化膜厚度变化不应大于±2 0%, 对于氧化膜厚度大于 0.002inch (2mils) 则厚度变化不应大于 0.0004inch , (0.4mil) 。 表 IV 所示的是典型 III 类氧化膜的厚度范围。 注:1 密尔(mil)=25.4 微米=0.001 英寸(inch) 3.7.2.1.1 氧化膜的重量 采购部门可以选择用氧化膜重量来代替氧化膜的厚度 (见 3.7.2. 1)。在工序活动的选择权之下,在按 4.5.2 检测要求见(6.2),每平方英尺上,每 1 密尔 的未封闭的 III 类氧化膜的重量应不小于 4320 毫克。

3.7.2.2 耐磨性 在按 4.5.5 检测时,未封闭的 III 类氧化膜应具有规定的坚硬耐磨层。对 于含铜量超过 2%的铝合金其最大的磨耗指数为 3.5mg/1000 转。 其他所有的合金磨耗指数不 应超过 1.5mg/1000 圈。

3.8 封闭 3.8.1 I,IB,IC,II 和 IIB 类 除非在合同,订购单与适用图纸另有规定,所有 I、IB 、 IB,IC, IC 、II 和 IIB 类阳极氧化膜都应完全封闭。应该按照 3.8.1.1 或 3.8.1.2 来封闭。如果使 用选用润湿剂,则需选择非离子型。 3.8.1.1 1 级,1 级的氧化膜应浸在以下封闭液中进行封闭:90~100℃(194~212℉)的 5% 重铬酸钠或重铬酸钾(pH5.0~6.0)浸 15 分钟,或用沸去离子水,醋酸镍,醋酸钴,以及 其它适当化学溶液(见 6.15)。

3.8.1.2 2 级 2 级的氧化膜应浸在如下溶液中进行封闭:含 0.5%的醋酸镍或醋酸钴(pH5. 5~5.8),沸去离子水,或者热醋酸镍和热重铬酸钠溶液的双重封闭(见 6.11),或其它 适当溶液。 3.8.2 III 类 对于主要使用功能是获得最大耐磨能力 III 类氧化膜,就不能封闭。对于用 于室外,不用维护,而且要求耐腐蚀,但耐磨性能要求不高的 III 类氧化膜,则应在合同, 订货单中注明封闭要求。对于这类用途的 III 类氧化膜,应浸在沸去离子水,5%重铬酸钠热 溶液,醋酸镍或醋酸钴热溶液,以及其它适当化学溶液中封闭(见 6.2)。对于不需要封闭 的 III 类氧化膜的零部件,则需在阳极氧化后用冷水进行彻底清洗。

3.9 氧化后的零件尺寸 在进行阳极氧化后,零件的尺寸应符合相关图纸的要求(见 6.10. 1)。(对过盈配合的零件或组件见 6.10.5)

3.10 毒性 氧化膜和用来生产阳极氧化膜的电化学工艺应对人体无害。相关问题应由工程 部门向相关卫生机构提出,后者应是工程部门的卫生顾问。

3.11 油漆/涂装 应尽可能快的在阳极氧化后得清洁氧化膜上进行油漆/涂装。 油漆/ 如果在油漆/ 涂装前,零件需要储存,则储存处应避免阳极氧化膜受到污染。一旦零件受到污染,应立即 清洗,以避免对氧化膜或基材的损害。

3.12 染色或着色 不允许在阳极氧化膜在染色或着色前是干燥的。需要染色或着色的氧化 膜应采用 II 类阳极氧化工艺(见 6.12)。染色或着色的氧化膜在封闭前的冷水冲冼水不能 超过 5 分钟。

3.13 工艺质量 除了按 3.3.4 的修整区和下述注解处外,制得的阳极氧化膜表面应连续, 平整,有粘性,外观均匀,无粉霜、露白、裂纹、划伤或者其它会影响阳极氧化膜使用性能 的缺陷。 除非在合同, 订购单与适用图纸另有规定, 由于零部件基材的固有差别 (例如焊缝、 铸造和机加工表面) 以及锻件内金属颗粒大小的差别而引起的阳极氧化膜外观上的差别不 , 应作为零件不合格的理由(见 6.2),以及在零部件设计上的缝隙造成滴落封闭液而引起的 轻微失色是允许存在的。

3.13.1 挂具点 挂具点的数量和大小应尽可能最小,如要求某一处作为挂具点,则应在合 同或订购单上注明。

4 质量保证措施 4.1 检查责任 除非在合同、订购单另有规定,承包商应对规定的所有的检验要求负责。除 非在合同、订购单另有规定,承包商可以使用自己的或其它任何适当的设施来检测,但须排 除政府不批准的设施。 政府保留对本标准中推出的任何要求进行检查的权利。 这些检查旨在 确保供货和制造符合上述要求。 4.1.1 符合责任 所有各项均须第(3)部分要求,本标准提出的检测应是承包商检查大纲 的组成部分。 本标准中列出的检查要求并不解除承包商对其提交给政府的产品和所供货物满 足合同的保证责任。样品检测是一种确定符合要求的方法。必须遵守合同里的所有要求。但 这种方法并不暗示或明示的授权接收已知缺陷的材料,也不表示政府由此接受缺陷材料。

4.2 检查分类 检查要求如下: a.工艺控制检查(见 4.3) b.质量符合检查(见 4.4)

4.3 工艺控制检查 4.3.1 工艺控制文件(PCD) 阳极氧化工厂应制定和遵循由工艺控制文件规定的阳极氧化 工艺控制文件(PCD) 工艺和方法,以便达到本标准的要求。文件应有下几个部分: --所有操作步骤的顺序; --工艺过程每个步骤涉及的时间和温度范围; --每个操作步骤溶液中所涉及的化学药剂允许范围,用来接受分析(见 4.3.2); --适用于某一合金或某一系列合金的温度范围,电流密度,阳极氧化时间(或电压上升陡度 和保持时间)。

4.3.2 溶液分析 应对阳极氧化工艺过程的溶液进行溶液分析以便测定溶液是否在工艺控 制文件控制的范围内(见 4.3.1)。除非采购部门另有规定,溶液分析至少每两周进行一次。 生产者应对每一工艺槽保存一份记录, 显示加入槽内的所有化学药剂和处理溶液, 并列出每

次化学分析的结果。应采购部门要求,随时提供这种记录和结果。这些记录最少应该在完成 订单之后保存一年时间。

4.3.3 工艺过程控制检测 为确保工艺过程的连续性,应按表 II 来检测试样,工艺过程控 制检测是为了测定阳极氧化膜的质量是否符合本标准的要求, 并作为一种使用现存设备和工 艺方法获得优质阳极氧化膜的证据。 在每个月的 4.3.3.1 工艺过程控制检测频率 工艺过程控制检测应至少要每个月检测一次, 检验间隔不应超过 35 天。如果根据本标准进行阳极氧化周期超过一个月,那么工艺过程控 制检测应在生产周期开始时进行。 工艺过程控制检测附表 II 测试 适用类别 测试样品数 量 3 3 样品准备 4.3.3.2.1 4.3.3.2.1 4.3.3.2.2 4.3.3.2.3 4.3.3.2.3 4.3.3.2.4 要求 3.7.1.1 3.7.2.1.1 3.7.2.1 3.7.1.2 3.7.1.3 3.7.2.2 测试方法 4.5.2 4.5.2 4.5.1 4.5.3 4.5.4 4.5.5

氧化膜重量 I、 IC、 ⅡB、 IB、 Ⅱ、 Ⅲ1/ 氧化膜厚度 耐腐蚀 耐晒牢度 耐磨损 Ⅲ1/

I、IB、IC、ⅡⅡB 5(最小) I、IB、IC、ⅡⅡB 仅适用 2 级 Ⅲ 3 3

1/:对Ⅲ类氧化膜采购部门可以用氧化膜重量来代替厚度(见 3.7.2.1.1)

4.3.3.2 工艺过程控制检测样品 生产用零件可以作为工艺过程控制检测得试样, 如果生产 零件不适用某一特定测试,应采用检测样板。,供应商可选择按 QQ-A-250/4 的 2024-T3 样 板。 或可代表在当月工艺过程控制时间内大部分工件的铝合金样板。 测试样板应该在实际生 产操作中进行阳极氧化,另有关测试样板详细介绍见 4.3.3.2.1 和 4.3.3.2.4。

4.3.3.2.1 氧化膜重量检测样品 氧化膜重量应在未染色和封闭的生产零件或样板上检测。 (见 4.3.3.2)样板的最小宽度为 3 英寸和最小长度为 3 英寸,同时厚度最少要达到 0.032 英寸。 4.3.3.2.2 氧化膜厚度检测样品 氧化膜厚度应在Ⅲ类生产零件或样板上检测。 样板的最小 宽度为 3 英寸和最小长度为 3 英寸,同时厚度最少要达到 0.032 英寸。

4.3.3.2.3 氧化膜耐腐蚀与耐晒牢度检测样品 耐腐蚀性应该由染色(仅对级别 2)和封闭 的生产零件或样板来检测(见 4.3.3.2),检测耐晒牢度只能在染色氧化膜(级别 2)上进 行,样板的最小宽度为 3 英寸和最小长度为 10 英寸,同时厚度最少要达到 0.032 英寸。 4.3.3.2.4 耐磨性检测样品 耐磨性应在 III 类氧化膜生产零件或样板来测试(见 4.3.3.

2),样板的最小宽度为 4 英寸,同时厚度最少要达到 0.063 英寸。

4.3.4 不合格 一旦发现按表 II 规定的工艺过程控制检测要求不合格,应立即停止生产。 在检查出不合格的工艺过程控制检测时开始,至生产停止时间的所有可追踪的零件应报废。 工艺过程控制检测应在生产开始时执行完毕。

4.4 质量符合(接受)检查(QCI) 质量符合检查包括目测(见 4.4.2.1),外型尺寸检 质量符合(接受)检查(QCI) 查(见 4.4.2.2),当合同或订购单里另有规定时(见 6.2),质量符合检查应包含按(4. 5.6)粘附性试验。 4.4.1 批零件 一批零件包括在同一氧化槽内, 使用同一工艺生产同一类别的氧化膜同一零 件号,并在同一时间验收的所有零件。另外,批零件的数量不应超过一个班次的批数量。

4.4.2 目测和外型尺寸检验取样 目测和外型尺寸检验的样品的应根据 MIL-STD-105, 等 II 级检查从每一批阳极氧化零件中抽取。验收应在合同或订单中指明(见 6.2,6.20),如果 合同或订购单未指明,则应按 6.20 标准。 4.4.2.1 目测检验 按 4.4.2 选择的试样应在阳极氧化、染色和封闭后根据 3.13 进行目测 检验。

4.4.2.2 外型尺寸检验 按 4.4.2 选取的试样, 应按 3.9 进行外型尺寸检验除非采购部门另 有规定(见 6.10.5)。

4.4.3 涂料结合测试取样 当要求涂料结合测试时, 应按 4.5.6 要求对二块测试样板进行试 验,以决定是否符合 3.7.1.4 要求。测试板应有 3 英寸宽, 10 英寸长,厚度不能低于 0.0 32 英寸。除非另有规定,测试板应用按 QQ-A-250/4 的 2024-T3 或选用同一批需做涂料结合

测试的铝合金制成。除非另有规定涂料(见 6.2),否则应在阳极氧化板上采用 4.4.3.1 规 定的涂料。 4.4.3.1 涂料结合测试试样准备 测试板(见 4.4.3)应按 MIL-P-23377(级别 1 或 2)或 M IL-P-85582 要求的环氧聚酰胺树脂。在按 4.5.6 测试,应按适用的底漆标准厚度为 0.0006 到 0.0009 英寸干燥薄膜上,涂上底漆然后干燥。

4.4.4 不合格 任何一项质量符合检查不合格将导致一大批零件的报废。

4.5 检测方法 4.5.1 阳极氧化膜的厚度 按 4.3.3.2.2 来准备检测样本应该按照 ASTM B 244 或 FED-STD151 的 520,520.1 进行氧化膜厚度测试,以决定是否符合 3.7.2.1 的要求。无论采用何种 方法,厚度应根据测量 8 次的平均值计算。一旦对测定厚度有争议,应使用带刻度目镜的金 相显微镜对阳极氧化试样的垂直断面来决定阳极氧化膜的厚度。

4.5.2 阳极氧化膜的重量 按 4.3.3.2.1 制备测试样品, 应根据 ANSI/ATSM B 137 或 4.5.2. 1 规定方法进行阳极氧化膜重量测试。I、IB、IC、II 和 IIB 类氧化膜应按 3.7.1.1 要求进 行测试。 如果采购部门要求选 III 类氧化膜选择阳极氧化膜重量来代替厚度的话, 那么按照 3.7.2.1.1 来检测。

4.5.2.1 方法 应按下述方法进行阳极氧化膜重量测试: a.应在阳极氧化后(染色或封闭前)立即测定测试样品的重量,分析天平或其它称量仪器的 灵敏度必须达到测试样品阳极氧化膜净重的 10%。 在称重前, 样品应表面清洁, 并在 93±6℃ 下干燥至少 30 分钟,在室温下冷却。 b.称重后样品立即浸入温度 100±6℃的磷-铬酸溶液中至少 5 分钟(不超过 6 分钟),溶液 成分如下: 85%磷酸 铬酸(CrO3) 加水至 35 毫升; 20 克; 1000 毫升

c.从溶液中取出测试样品,在蒸馏水中冲洗,干燥、称重。5 分钟的浸入过程应重复,直到 氧化膜完全去除,测试样品重量不变为止。所有溶液在每升溶解 5 克阳极氧化膜时应废弃。

d.在最后称重后,应精确地测定测试样品的表面积。

4.5.3 耐腐蚀性 4.5.3.1 方法 按 4.3.3.2.3 制备的测试样品应浸在蒸馏水或去离子水,并用软布擦干,

再按 ASTM B 117 进行 5%盐雾试验,但试样表面须垂直倾斜 6 度。试样应放置 336 小时,然 后检验试样是否符合 3.7.1.2 要求。

4.5.4 耐晒牢度 耐晒牢度(仅适用 2 级) 按 4.3.3.2.3 来制备的试样应曝露在按 ASTM G 23 或 AST M D 822 或 ASTM G 26 要求的紫外线下辐射 200 小时,试样应在无水雾连续曝露。然后把曝 露后的试样与未曝露的相同试样进行对照,再根据 ASTM D 2244 测出 Delta(E)指数。Delta (E)指数用于决定是否符合 3.7.1.3 的要求。

4.5.5 耐磨性 按 4.3.3.2.4 制备试样,按 FED-STD-141 的 1692.1 方法,用 1000 克负荷 C S-17 轮子进行耐磨性测试。轮子在阳极氧化膜上以 70 转/分的转速转上 10000 圈。每 1000 0 圈后更换磨轮。每 10000 圈后,由磨损重量除以 10 即得磨损指数。该指数应符合 3.7.2. 2 的要求。

4.5.6 涂料结合测试 当有规定时(见 4.4),试样应按 4.3.3 制备来进行湿带粘合试验。 根据 FED-STD-141 的 6301 方法来决定涂料结合测试是否符合 3.7.1.4 的要求。

5.包装(不适用本标准 5.包装(不适用本标准) 包装 6.注释 6.注释(本部分包括有用的概述性和解释性资料,但并不要求强制性执行的) 注释 6.1 使用目的 本文件的氧化膜目的是为了获得耐腐蚀性,提高涂料结合能力和耐磨性,这 些会在 6.1.1 和 6.1.3 中特别说明。本文件不适用结构性粘合的阳极氧化膜。

6.1.1 I、IB 和 II 类 常规的 I、IB、和 II 类阳极氧化膜目的是改善防腐能力,或作为涂 装的底层。阳极氧化膜可以用多种染料或颜料着色。I、IB、和 II 类氧化膜以更高的成本提 供化学转化膜更好的耐腐蚀能力。使用符合 MIL-C-81706(见 3.3.4)的材料,修整受损的 表面将不会恢复耐磨能力, 但可以重新恢复耐腐蚀能力。 在要求耐疲劳的关键件的阳极氧化 膜的场合,采用 I 和 IB 类氧化膜因为其氧化膜较薄而比较适当。

6.1.2 IC 和 IIB 类 IC 和 IIB 类氧化膜在要求耐腐蚀,涂料结合和抗疲劳的场合可做为 I 和 IB 类氧化膜的非铬酸替代物。但电解液截留成为主要问题时,IC 和 IIB 类不能作为适当 的替代物(见 3.3.1.2 和 3.3.1.3)。类型 IC 和 IIB 涂层的重量最大不超过 700mg/ft 和 1000mg/ft ,在表 I 中规定,用作抗疲劳用途的 IC 和 IIB 类氧化膜最大重量不超过 700mg/ ft 和 1000mg/ft 中说明, 如果要用更高的 IC 类氧化膜重量, 那么应在合同或订购单中注名 (见 6.2),同样如果要用更高的 IIB 类氧化膜重量,则规定 II 类氧化膜。
2 2 2 2

6.1.3 III 类氧化膜 由于 III 类氧化膜比厚度和重量常规阳极氧化膜大, 它们主要用于抗 磨损的场合,而且改善耐腐蚀能力。III 类氧化膜不推荐封闭除非耐腐蚀性是个很重要的因 素。耐磨性会因为封闭而减少。这类阳极氧化膜可成为大部分的涂料,粘合剂和干膜润滑剂 优越的基底层。硬质氧化膜可能会降低疲劳强度。在使用循环荷载的零件时,应考虑这些因 素。通常这种硬质氧化膜不用于因硬质表面磨损而再修整时要求恢复尺寸公差的零件表面 上。 6.1.3.1 应用 III 类氧化膜可用于阀门、滑板、铰链机构、凸轮、齿轮、旋转接头、活塞、 火箭喷嘴、绝缘板和防爆屏蔽等等。

6.2 采购文件要求 采购文件要求应规定以下几点: a.本标准的标题,编号,日期; b.阳极氧化膜的种类(见 1.2.1); c.阳极氧化膜的级别(见 1.2.2); d.适用的特定工艺操作条件(见 3.2); e.特殊清洗和加工要求(见 3.3.1,3.3.2,和 3.3.3); f.IC 类氧化膜的重量是否超过表 I 规定的最大值; g. 2 级氧化膜的颜色的统一性,如合适(见 3.6.1 和 3.12); h.铸铝合金染色后的不均匀程度(见 3.6.1.1); i.耐晒牢度以及 Delta E 值,如适用,和 Delta E 值不等于 3(见 3.7.1.3) j.III 类氧化膜的厚度,如适用(见 3.7.2.1); k.III 类氧化膜的重量(代替厚度),如果替代(见 3.7.2.1.1); i.封闭的特殊要求;(见 3.8);

m.由基材不同引起的阳极氧化膜差异的允许程度;(见.3.13) n.如果对零件功能,提供具体的挂具点位置(见 3.13.1 和 6.14); o.遵循质量检测标准(见 4.4.2 和 6.20); p.是否要做涂料结合试验(见 4.4),以及要求涂料种类(如不同,4.4.3.1)。

6.2.1 数据要求的考虑 当合同引用本标准时,应考虑以下数据要求。数据描述(DID)应 与特定的采集数据一起考虑。为确保正确的应用上述要求,应制备合同数据要求表(DD 格 式 1423),以获得有关数据。除非 DOD FAR 附件 27-4,75-1 免除上述要求。(略)

6.2.2 I、IB、IC 、II 和 IIB 类氧化膜的图纸例外 当图纸上未指定阳极氧化膜类型时, IB、 则承包商可选择在本标准极限内的 I、IB、IC、II 或者 IIB 类氧化膜。当图纸上未指定级别 时,则承包商可选择在本标准极限内的氧化膜。 6.3 油漆/涂装 当阳极氧化膜要求油漆/涂装时,零件须尽快干燥并涂装。在涂装前,尽量 油漆/ 少做擦试、抛光、或机加工。因为加工将损坏阳极氧化膜上较松脆的最外层,从而失去附着 力。 封闭对底漆和其它聚合物在阳极氧化膜上的附着力有很大的影响。 如果这些因素对使用 有一定影响的话,要在合同或者订购单里注明涂装方法,以及封闭工艺细节。

6.4 电解液作用 由铸件或焊接不良,或焊缝和基材的成分差异等原因可造成电解液(特别 是硫酸)截留在槽、缝中,从而造成零件的腐蚀。另外,由于电解液的污染(特别是由氯化 物),零件吊挂不良等也会造成上述腐蚀。

6.5 阳极氧化速率 可以通过阳极氧化速率对铝和铝合金分组 (特别是铬酸工艺 I 类的普通 氧化膜)。然而无论铬酸(I 类)或硫酸(II 类)阳极氧化工艺都能满意的对混合的铝合金 进行阳极氧化。 供应商要特别注意, 要解保阳极氧化较慢合金最低限度氧化膜厚度。 但有时, 这会导致在阳极氧化快速的合金出不合格氧化膜。

6.6 颜色匹配 FED-STD-595 标准可用作阳极氧化膜颜色的指导文件。该颜色标准是用于涂 层的,也能用阳极氧化膜颜色大概的的对照。(见 6.2)

6.7 研磨 III 类阳极氧化膜通常大增加了表面粗糙度,这是因为氧化膜顶部比底部更松散 的缘故。这类可以先制成较大尺寸的氧化膜,然后再研磨或珩磨至最终尺寸。

6.8 氧化槽 对生产普通氧化膜也可以使用其它电解液,例如草酸、硼酸加硼酸铵和氮化物 的水溶液。有些要求硫酸以外的电解液制造 III 类氧化膜工艺,例如:各种 Aluminizes,Ma rtin Hard Coat,Sanford,Hardas 和其它专有工艺,有种 Aluminizes 方法要求同时含有硫 酸和草酸的氧化槽。 其它一些槽往往使用特殊用途的有关磺基水杨酸、 氨基磺酸和磺基苯二 甲酸溶液。

6.9 化学抛光 化学抛光有利于改善外观和提高抗腐蚀性,通过清除污染物可平滑金属表 面,并且加强铝合金阳极氧化膜的连续性(见 3.3.3)。通过电解抛光,阳极氧化后得零件 获得的反射率增加还取决于合金本身和氧化膜厚度。 某些合金能获很亮的光亮面, 通常厚度 大的氧化膜会减少反射率。

6.10 设计资料 6.10.1 产品的表面积 在规定的氧化膜,特别是 III 类氧化膜的厚度时,应该规定由于尺 寸增加而带来的公差。 机加工尺寸和氧化膜生成后得尺寸都应标注在图纸上。 由于表面生长 带来的尺寸增加,大约等于实际氧化膜一半厚度。例如,对制作紧密公差零件上厚度为 0.0 04 英寸(4 密尔)的氧化膜,每个表面应留有 0.002 英寸(2 密尔)地机加工前公差。如果 过盈配合在设计图纸中有要求, 那么阳极氧化膜的成长 (特别是 III 类) 会引起装配困难。 ,

6.10.1.1 孔 对于小孔或螺孔,氧化膜厚度可从无膜到全膜之间变动,孔径超过 1/4 英寸 无论有无螺纹都应进行阳极氧化。对具有 II 类氧化膜的内、外表面,其公差小于 0.0004 英寸,如在阳极氧化后,通过研磨或珩磨来达到尺寸,则零件应按 QPL-81706G 材料来处理 提供表面保护。加工表面的失色是可以接受的(见 6.6)。设计者可要求螺纹和孔进行适当 的封闭,以便随后的装配获得耐腐蚀性。

6.10.2 螺纹尺寸 阳极氧化膜都会影响到内外螺纹的尺寸,螺纹的顶、底径有 2 倍的增长 量(见 6.10.1)。倾角 60 度的螺纹将有 4 倍的表面增加量。对倾角不是 60 度,则增加量 为 2 倍的表面增长量除以 1/2 倾角的正弦值。

6.10.3 加工 阳极氧化膜(特别是 III 类)的成功应用取决于正确的产品设计。由于工艺 的原因, 通常难于在尖角和边缘形成优良的阳极氧化膜。 因此应避免在尖角和边缘处进行阳 极氧化。阳极氧化前, 所有边缘和内角落应倒圆。如果没有倒圆,切面也是不允许的。通常, 为避免为能阳极氧化边缘或内角, 冲孔工艺都应符合表 III 索示的阳极氧化膜名义厚度所要 求的曲率半径。 表 III 氧化膜名义厚度要求的曲率半径 氧化膜名义厚度(英寸) 0.001 0.002 0.003 0.004 曲率半径(边和内角) 约 1/32 英寸 约 1/16 英寸 约 3/32 英寸 约 1/8 英寸

6.10.4 氧化膜厚度 III 类氧化膜厚度可以控制在很小的公差范围内。 阳极氧化膜的公差可 小至±0.0001 英寸(0.1 密尔)。对于主要是工程目的而非装饰用途的阳极氧化工艺采用许 多的特殊的工艺过程技术。其中一种方法是零件氧化槽前测量其尺寸,然后进槽处理。通过 单位时间内氧化膜生成率的计算公式可以决定某一铝合金的零件需要的确切的氧化时间。

6.10.5 氧化膜尺寸 表 IV 给了阳极氧化膜的典型厚度范围, 那会帮助我们应用于铝和铝合 金的氧化处理。所有阳极氧化膜都比更硬,如果装配时要求过盈配合,并强制装配,I、IB、 IC、IIB 和某些 II 类氧化膜因为太薄、太脆,不能承受强制装配的磨损。对 III 类氧化膜 装配可以采用磨削, 研磨或通过其它方法来去除多余的氧化膜。 所有阳极氧化膜都是很脆的, 都可能由于过盈配合而引起裂逢和剥落。 表 IV 铝和铝合金阳极氧化膜的厚度范围 氧化膜种类 I,IB,IC 和 IIB II III 厚度范围(英寸) 0.00002-0.0007 0.00007-0.0010 0.0005-0.0045

6.10.6 氧化膜厚度 表 V 给出的是某些锻造和铸造合金零件上形成的典型阳极氧化膜的最 小厚度,这些合金能满足表 I 的 I、IA 和 II 类,1 级氧化膜的最小重量要求。 表 V 阳极氧化膜的最小厚度表(英寸)

合金牌号 1100 2024-T4 2024-T6 3003 5052 5056 6061-T6 7075-T6 Alclad 2014-T6 Alclad 7075-T6 295-T6 356-T6 514

I,IB,IC 类氧化膜 0.000029 0.000044 0.000035 0.000033 0.000021 0.000034 0.000040 0.000045 0.000041 -

II 类氧化膜 0.000093 0.000125 0.000103 0.000098 0.000099 0.000107 0.000102 0.000086

6.10.7 对疲劳的影响

阳极氧化膜会大大降低铝合金的疲劳特质。 抗疲劳能力的降低视不

同的阳极氧化工艺而异,通常氧化膜厚度越厚,则降低程度越大。

6.11 双重封闭 对于染色的零件耐腐性, 特别是在硫酸槽里进行阳极氧化的 II 和 IIB 类零 件,在常规的醋酸镍封闭之后由重铬酸钠溶液处理,可以加强它的耐腐蚀性(处理后会轻微 改变染料的颜色)。喷涂系统对进行双重封闭的着色氧化膜的附着力非常满意。然而,对颜 色要求非常严格的场合,一般不使用双重封闭。

6.12 I、IB、IC 和 II 氧化膜的着色或染色 I、IB、IC 氧化膜有不同的孔隙结构,而 IIB 氧化膜的着色或染色 IB、 类氧化膜要比 II 类要薄些,这样会使它们很难染色。所以,I、IB、IB 和 IIB 类不容易获 得黑色阳极氧化膜。

6.13 含铜 2%以上的合金 含铜 2%以上的合金包括所有更高的 2XXX 系列合金, 2%以上的合金 7050 和 7178 (见 3.7.2.2)。

6.14 挂具点的尺寸 为了获得不会烧伤零件的电流密度,较大表面积的零件的挂具点的尺 寸和数目要相应大些。 因为电流密度是每个平方英尺需要进行阳极氧化的电流值, 所以每个 零件的表面积是另一零件的 2 倍, 则电流也相应是 2 倍。 要想使大零件上的大电流通过只适 用于小零件的挂具点显然会导致烧伤。

6.15 封闭 从环保角度出发,热去离子水封闭较好。另外,I 和 IB 类阳极氧化用热去离子 水进行封闭可生产出很好的耐腐蚀性,并有能消除盐雾试验后的条状灰区(见 6.18 和 3.7. 1.2)。

6.16 氧化膜厚度的影响 对诸如 360、380 和 383 这类高硅铸铝合金要生成 2 密尔以上的 I II 类氧化膜是非常困难的。为此在对高硅铸铝合金的氧化膜厚度提出要求时,要考虑这些 因素。

6.17 III 类氧化膜厚度对耐磨性的影响 III 类氧化膜的厚度达到 3 密尔时, 耐磨性将下降。 一般来说,涂层的耐磨性不因它的厚度增加而提高。

6.18 I 和 IB 类氧化膜的耐腐蚀性 尽管肉眼看不出氧化膜表面的凹坑,但在盐雾试验后, 出现的深灰色区域是氧化膜失效的标示。

6.19 凹坑定义 把一个受到局部腐蚀且深度大于宽度的区域称为凹坑。通常凹坑以特定的 尾状或线状出现(见 3.7.1.2)。

6.20 验收标准 本文件上次修订版规定可接受质量水平(AQL)为 1.5%的缺陷。 6.21 替代数据 在本标准全文中, 常规的 I 类铬酸阳极氧化是和 D 版的 IA 类以及所有 D 版 以前的 I 类氧化膜相同。 6.22 上次出版后的修改 由于修改的地方很多,所以不再用*号来表示本版和前一版的不 同。 6.23 关健词清单 铝(Aluminum)、铝合金(Aluminun alloys)、阳极氧化膜(Anodic coating)、阳极氧化(Ano dizing)、铬酸盐(Chromates)、铬酸(Chromic Acid)、重铬酸钾(Potassium Dichromate)、 重铬酸钠(Sodium Dichromate)

(以下略)


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