1 鋁陽極氧化膜性能的國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)況
近二十年來,隨著鋁合金表面處理技術(shù)的擴(kuò)展與進(jìn)步,質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和檢測方法也隨之拓展和提升。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織根據(jù)工藝、環(huán)境和性能發(fā)展的新形勢,全面考察、集中研究并及時(shí)修改與更了舊版國際標(biāo)準(zhǔn)。我國鋁表面處理膜層的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法,在強(qiáng)大的鋁表面處理工業(yè)基礎(chǔ)的背景下,不斷接軌國際標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)工業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn),目前已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平[1]。本報(bào)告從研究最近5年多國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO會議的文件出發(fā),結(jié)合參加ISO會議的實(shí)際感受,在介紹國際標(biāo)準(zhǔn)修訂和內(nèi)容變化的基礎(chǔ)上,對于一些新的關(guān)注點(diǎn)和新觀念做出技術(shù)說明,并且盡可能結(jié)合我國工業(yè)實(shí)踐和我國標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,謹(jǐn)供國內(nèi)同行參考。
有關(guān)鋁陽極氧化膜性能檢測的國際標(biāo)準(zhǔn)目前有22項(xiàng),近年來ISO已經(jīng)著手全面修訂1980年代前后的舊版鋁表面處理膜層質(zhì)量國際標(biāo)準(zhǔn),其中20項(xiàng)已經(jīng)在2010-2012年間修訂完成并正式頒布,2項(xiàng)尚在修訂或討論之中。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是ISO 7583-1986“鋁及鋁合金陽極氧化—詞匯”,和ISO 8125TR-1984“鋁及鋁合金陽極氧化—著色陽極氧化膜的顏色與色差的測定”,其中ISO 7583-1986新版將以“術(shù)語和定義”重新命名代替“詞匯”。而ISO 8125 TR-1984目前未見修訂稿,也沒有修訂的工作計(jì)劃,主要問題估計(jì)還與陽極氧化膜顏色的儀器定量測定的不確定性有關(guān)。
目前正在考慮修訂或增訂的標(biāo)準(zhǔn),除了ISO 7583-1986“術(shù)語和定義”以外,另外還有2項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)正在研究和制定之中。這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是ISO/DIS 28340“鋁的復(fù)合膜—在陽極氧化鋁上電泳涂漆的復(fù)合膜總規(guī)范”(此標(biāo)準(zhǔn)名稱以正式頒布為準(zhǔn)),以及ISO/PWI TS 16688“測定鋁涂層性能試驗(yàn)方法的選擇指南”。前者已經(jīng)由中日兩國申請,并經(jīng)過長達(dá)數(shù)年的ISO會議的研究、討論已經(jīng)獲得通過,不日即將頒布。后者由英國負(fù)責(zé)起草,鑒于中國具有多種鋁合金表面處理膜的工業(yè)實(shí)踐基礎(chǔ),已經(jīng)在2012年ISO德國柏林會議提出中國標(biāo)準(zhǔn)的草案,受到會議的重視和好評[7,8]。另外還有2項(xiàng)ISO研究報(bào)告正在研究和討論核實(shí)之中,它們是ISO/TR 16689:1993“在人造光與污染氣體下著色陽極氧化膜耐候性的快速試驗(yàn)”以及ISO/TR 11728:2012代替磷鉻酸封孔質(zhì)量試驗(yàn)的研究-相關(guān)性評定,前者系修訂標(biāo)準(zhǔn),后者為新制定標(biāo)準(zhǔn),頒布以后可以替代ISO 3210:2010(1983)。
為了讀者方便查閱,下面列出鋁陽極氧化膜性能檢測國際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)信息(包括國際標(biāo)準(zhǔn)號,頒布年份(括號內(nèi)為舊版標(biāo)準(zhǔn)年分)及標(biāo)準(zhǔn)名稱)。
(1)ISO 2085:2010(1976)鋁及鋁合金陽極氧化-薄膜連續(xù)性測定-硫酸銅法
(2)ISO 2106:2011(1982)鋁及鋁合金陽極氧化-單位面積陽極氧化膜質(zhì)量測定-重量法
(3)ISO 2128:2010(1976)鋁及鋁合金陽極氧化-陽極氧化膜厚度測定-分光束顯微鏡無損檢測
(4)ISO 2135:2010(1987)鋁及鋁合金陽極氧化-著色陽極氧化膜耐光性的人造光加速試驗(yàn)
(5)ISO 2143:2010(1981)鋁及鋁合金陽極氧化- 陽極氧化膜封孔后吸附力降低的估計(jì)-酸處理后的染班試驗(yàn)
(6)ISO 2376:2010(1972)鋁及鋁合金陽極氧化-擊穿電壓測量評定絕緣性
(7)ISO 2931:2010(1981)鋁及鋁合金陽極氧化-阻抗或?qū)Ъ{法評定陽極氧化膜的封孔質(zhì)量
(8)ISO 3210:2010(1983)鋁及鋁合金陽極氧化-磷鉻酸溶液浸漬后的質(zhì)量損失評定陽極氧化膜的封孔質(zhì)量
(9)ISO 3211:2010(1983)鋁及鋁合金陽極氧化-變形試驗(yàn)評定陽極氧化膜的抗開裂性
(10)ISO 6581:2010(1980)鋁及鋁合金陽極氧化-著色陽極氧化膜耐紫外光和熱的相對耐久性測定
(11)ISO 6719:2010(1986)鋁及鋁合金陽極氧化-積分球儀測定鋁表面的反射特性
(12)ISO 7583:1986 鋁及鋁合金陽極氧化-詞匯
(13)ISO 7599:2010(1983)鋁及鋁合金陽極氧化-鋁陽極氧化膜總規(guī)范
(14)ISO 7668: 2010(1986)鋁及鋁合金陽極氧化-在20度,45度,60度和85度角度下測量鏡面反射性和鏡面光澤度
(15)ISO 7759:2010(1983) 鋁及鋁合金陽極氧化-角度儀或遮光角度儀測量鋁的反射特性
(16)ISO/TR8125:1984鋁及鋁合金陽極氧化-著色陽極氧化膜的顏色和色差的測定
(17)ISO 8251:2011(1987)鋁及鋁合金陽極氧化-陽極氧化膜的耐磨性測量
(該標(biāo)準(zhǔn)已納入摩擦輪,噴磨和落砂三項(xiàng)耐磨耗性試驗(yàn))
(18)ISO 8993:2010(1989) 鋁及鋁合金陽極氧化-評定點(diǎn)腐蝕的定級系統(tǒng)-圖表法
(19)ISO 8994:2011(1989) 鋁及鋁合金陽極氧化-評定點(diǎn)腐蝕的定級系統(tǒng)-柵格法
(20)ISO 10074:2010(1994)鋁及鋁合金陽極氧化-鋁及鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜規(guī)范
(21)ISO 10215:2010(1992) 鋁及鋁合金陽極氧化-陽極氧化膜圖像清晰度目視測定-調(diào)標(biāo)法
(22)ISO 10216:2010(1992) 鋁及鋁合金陽極氧化-陽極氧化膜圖像清晰度儀器測定-儀器法
(23)ISO/TR 16689:1993鋁及鋁合金陽極氧化-在人造光與污染氣體下著色陽極氧化膜耐候性的快速試驗(yàn)
(24)ISO/TR 11728:2012鋁及鋁合金陽極氧化-代替磷鉻酸試驗(yàn)的研究-相關(guān)性評定
下面就國際標(biāo)準(zhǔn)中幾個(gè)比較關(guān)注的問題進(jìn)行說明,它們是(1)陽極氧化電泳涂漆復(fù)合膜;(2)封孔質(zhì)量檢測的無鉻試驗(yàn)方法;(3)耐堿性的電化學(xué)測試技術(shù)及其應(yīng)用;(4)耐磨性測試方法。在技術(shù)介紹和說明中,作者發(fā)表的評述只是作者的看法,謹(jǐn)供大家參考并希望提出意見以臻完善。
2 ISO已經(jīng)接受鋁及鋁合金陽極氧化電泳涂漆復(fù)合膜國際標(biāo)準(zhǔn)通過長達(dá)6年的工作,中日兩國共同申請的鋁及鋁合金陽極氧化電泳涂漆復(fù)合膜總規(guī)范,基本獲得ISO通過并即將頒布。在某種意義上可以認(rèn)為建筑用鋁合金電泳涂漆復(fù)合膜得到了國際確認(rèn),由于目前歐洲較少采用陽極氧化電泳涂漆復(fù)合膜,因此該標(biāo)準(zhǔn)將為復(fù)合膜在歐洲乃至全世界的推廣使用奠定了基礎(chǔ)。
從我國對于鋁合金各種表面處理膜的性能試驗(yàn)結(jié)果,數(shù)據(jù)有力表明復(fù)合膜的綜合性能比較理想,其現(xiàn)場服役壽命也得到肯定和好評。相對于靜電噴涂涂層而言,陽極氧化膜上的電泳涂漆膜的厚度均勻,而且可以按照膜厚要求精確控制。此外由于受到電屏蔽的影響較小,有機(jī)聚合物膜可以均勻涂布在整個(gè)陽極氧化膜的表面之上。美國的一項(xiàng)研究甚至認(rèn)為,陽極氧化電泳涂漆復(fù)合膜使用性能可以與氟碳噴涂膜比美。但是目前電泳涂漆膜大部分是光亮的透明膜,通過光亮透明電泳涂漆膜可能放大原表面的瑕疵,因此復(fù)合膜對于鋁合金基體(尤其是基體的表面狀態(tài))的要求明顯提高。從環(huán)境的角度分析,電泳涂漆處理回避了靜電噴涂前化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中的六價(jià)鉻污染的困擾,更避免了靜電液相噴涂工藝中揮發(fā)性有機(jī)溶劑對大氣的嚴(yán)重污染。為此可以預(yù)見,隨著鋁合金表面膜層性能要求的提高和環(huán)境保護(hù)法規(guī)的提升,以及復(fù)合膜新國際標(biāo)準(zhǔn)的頒布,鋁合金陽極氧化電泳涂漆復(fù)合膜的建筑用途和市場規(guī)模將會擴(kuò)大。
國際標(biāo)準(zhǔn)復(fù)合膜總規(guī)范與以往中國和日本復(fù)合膜的標(biāo)準(zhǔn)比較,有以下幾個(gè)特點(diǎn)值得注意:
(1)國際標(biāo)準(zhǔn)對于復(fù)合膜分級沒有按照以往膜厚而是按照性能水平分類,這體現(xiàn)了在保證使用性能要求前提下節(jié)能節(jié)材的思路。例如按照耐鹽霧腐蝕性CASS試驗(yàn)120h(或AASS1500),120h(或AASS1500),72h(或AASS1000)及24h耐腐蝕指數(shù)達(dá)到RN9.5分成4級?;蛘甙凑针療粽丈淠秃蛐栽囼?yàn)4000h,2000h,1000h和350h的保光率達(dá)到75%以上并且沒有粉化和顯著色差,將復(fù)合膜分類為4級。這種分類方法明顯有別于以往的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和我國國家標(biāo)準(zhǔn)的以膜厚作為分級的原則。
(2) 國際標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推薦聯(lián)合腐蝕的耐久性,補(bǔ)充原有的單項(xiàng)耐腐蝕試驗(yàn)或耐候試驗(yàn)的結(jié)果,可以較準(zhǔn)確而快速地判斷試驗(yàn)結(jié)果和使用效果,并且可以作為復(fù)合膜分級的的基礎(chǔ)。其具體試驗(yàn)過程推薦為UV(熒光紫外)試驗(yàn)/AASS(乙酸鹽霧)試驗(yàn)(即240h/1500h,240h/1500h,240h/1000h),或者UV試驗(yàn)+CASS試驗(yàn)(即240h/120h,240h/120h,240h/72h),按照括號內(nèi)試驗(yàn)程序達(dá)到耐腐蝕指數(shù)為RN9.0以上,將復(fù)合膜分類為3級。上述三種試驗(yàn)結(jié)果的分級都基于性能分類而沒有按照傳統(tǒng)的膜厚分類,這是值得注意的動(dòng)向。
(3)國際標(biāo)準(zhǔn)對于復(fù)合膜中的陽極氧化膜厚度規(guī)定為5 μm(局部膜厚不得低于80%)以上,此厚度明顯低于我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10μm和日本原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的9μm的要求。據(jù)說日本已經(jīng)采取新規(guī)定(未經(jīng)企業(yè)調(diào)查核實(shí)),而我國目前并未跟進(jìn)。
(4)國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定噴磨試驗(yàn)和落砂試驗(yàn)(以往落砂試驗(yàn)只在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中推薦,國際標(biāo)準(zhǔn)沒有落砂試驗(yàn)方法)的結(jié)果均作為復(fù)合膜耐磨耗性能的依據(jù),即新國際標(biāo)準(zhǔn)采納并認(rèn)可了落砂試驗(yàn)方法。兩種實(shí)驗(yàn)方法的驗(yàn)收指標(biāo)見下表所示。
試驗(yàn)方法 |
落砂試驗(yàn)/s |
噴磨試驗(yàn)/s |
驗(yàn)收指標(biāo) |
620 或更長時(shí)間 |
35 或更長時(shí)間 |
(5)國際標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定附著性需要考查常溫劃格附著性和沸水浸漬后的外觀和劃格試驗(yàn)附著性,其驗(yàn)收指標(biāo)見下表所示。沸水附著性是在沸水試驗(yàn)后再劃格檢查,也有標(biāo)準(zhǔn)先劃格再進(jìn)行沸水浸漬,兩種檢驗(yàn)方法尚有不同的評價(jià)。
劃格試驗(yàn) |
沸水浸漬后的劃格試驗(yàn) |
|
附著性 |
外觀 |
附著性 |
25/25 |
有效面上沒有起皺、裂紋及明顯的顏色變化 |
25/25 |
(6)國際標(biāo)準(zhǔn)的加速耐候性明確規(guī)定以氙燈照射或碳弧燈照射耐候性試驗(yàn)作為試驗(yàn)方法,經(jīng)過規(guī)定時(shí)間試驗(yàn)后表面不得有明顯的顏色變化和粉化發(fā)生,光澤保持率應(yīng)達(dá)到75%以上。鑒于較多國家選擇氙燈照射,中方曾經(jīng)建議以氙燈照射作為仲裁方法,但是最終稿上并未體現(xiàn)。
3 新的封孔質(zhì)量無鉻檢測試驗(yàn)方法通過試驗(yàn)研究已經(jīng)有一些結(jié)論。盡管目前還不完善,鑒于環(huán)境考慮無鉻試驗(yàn)替代磷鉻酸試驗(yàn)的方向已經(jīng)確立
眾所周知,磷鉻酸的封孔質(zhì)量試驗(yàn)中存在六價(jià)鉻的污染,鑒于國際上對于六價(jià)鉻的控制更為嚴(yán)格,ISO考慮替代磷鉻酸試驗(yàn)的新的封孔質(zhì)量無鉻試驗(yàn)方法。ISO已經(jīng)提出替代磷鉻酸封孔試驗(yàn)測量各種無鉻封孔質(zhì)量試驗(yàn),并比較了試驗(yàn)結(jié)果。無鉻封孔質(zhì)量試驗(yàn)包括SA方法(硫酸試驗(yàn)),導(dǎo)納方法,染斑法,還包括已被廢止的ISO 2932的AASA方法(乙酸-乙酸鈉試驗(yàn))。2012年柏林會議Qualanod提出磷酸法代替磷鉻酸法檢驗(yàn)封孔質(zhì)量可能比較現(xiàn)實(shí)可行,日本試圖通過電位法測量耐堿性來評定陽極氧化膜的封孔質(zhì)量,但是目前還缺少多方面試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支撐。本文根據(jù)會議先后提供的報(bào)告,分兩部分?jǐn)⑹鎏娲囼?yàn)的結(jié)果,3-1對比無鉻SA法和AASA法與CPA法對于不同封孔工藝的檢測結(jié)果,請見下表所示。3-2敘述磷酸試驗(yàn)的檢測結(jié)果,電位法耐堿試驗(yàn)將在本文4中說明。
3-1 AASA法和SA法與CPA法對不同封孔工藝的檢測結(jié)果
熱封孔 |
鎳基冷封孔 |
鎳基中溫封孔 |
無鎳中溫封孔 |
|
CPA法 |
封孔好壞之間的差別比較明顯 容易實(shí)現(xiàn)30mg/dm2 ·建議封孔時(shí)間選在失重約10-15 mg/dm2范圍 |
封孔時(shí)間與封孔好壞之間的差別不明顯 失重與溫度關(guān)系明顯,容易實(shí)現(xiàn)30mg/dm2 pH與封孔好壞無明顯不同 ·建議封孔時(shí)間選在失重約10 mg/dm2范圍 |
失重與封孔時(shí)間不同比較明顯 生產(chǎn)線試樣的失重約為100 mg/dm2 ·建議封孔時(shí)間選在失重約50 mg/dm2范圍 |
封孔時(shí)間1min/?m與3 min/?m之間失重差別顯著 ·建議封孔時(shí)間選在失重約5 mg/dm2范圍 |
AASA法 |
封孔時(shí)間1-3 min/?m之間失重差別小 容易實(shí)現(xiàn)20mg/dm2(即使染斑1級) ·建議封孔時(shí)間在失重約為5 mg/dm2范圍 |
類似CPA法的結(jié)果 封孔好壞的封孔時(shí)間差別不太明顯,失重低(約10 mg/dm2) 失重與封孔溫度關(guān)系差別明顯(容易實(shí)現(xiàn)20mg/dm2) 封孔好壞實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的pH無明顯差別 ·建議封孔時(shí)間在失重約為10 mg/dm2范圍 |
增重而不是失重 |
增重而不是失重 |
SA法 |
封孔好壞(如時(shí)間1與3 min/?m)的失重差別大 ·建議封孔時(shí)間選在失重約15-20 mg/dm2范圍 |
封孔好壞的時(shí)間差別不太明顯 封孔好壞與溫度變化不明顯 封孔好壞與實(shí)驗(yàn)范圍的pH變化無明顯差別 ·建議封孔時(shí)間在失重約為30-40 mg/dm2范圍 |
腐蝕過于嚴(yán)重,陽極氧化膜完全去除 |
封孔時(shí)間1-3 min/?m之間失重差別顯著 ·建議封孔時(shí)間在失重約為100mg/dm2范圍(即顯著高于熱封孔和冷封孔) |
從上表實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,雖然還沒有得到一種方法可以全面代替磷鉻酸試驗(yàn),但是對待不同封孔工藝方法,也許只能分別采用不同的替代試驗(yàn)方法比較合理,ISO/WD TR 16689根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出以下結(jié)論:
(1)在上述三種封孔質(zhì)量試驗(yàn)方法的結(jié)果對比中,乙酸-乙酸鈉(AASA)法和硫酸(SA)法,都不適合全面替代磷鉻酸試驗(yàn)(CPA),因?yàn)槿N封孔質(zhì)量試驗(yàn)對于不同封孔工藝的反響非常不同。(2)即便是CPA試驗(yàn),試驗(yàn)的反響也隨封孔工藝而異。當(dāng)采取熱封孔和鎳基冷封孔時(shí),試驗(yàn)結(jié)果表明相當(dāng)容易達(dá)到指標(biāo)(30 mg/dm2),鎳基中溫封孔的生產(chǎn)線試樣的檢測結(jié)果顯著大于100 mg/dm2(此結(jié)果可能與我國的實(shí)踐有出入)。而對于無鎳中溫封孔,CPA試驗(yàn)不適于檢驗(yàn),因?yàn)樵囼?yàn)結(jié)果很低或只需要很短的封孔時(shí)間。
(3)在熱封孔或無鎳中溫封孔時(shí),SA試驗(yàn)可能替代CPA試驗(yàn),但是驗(yàn)收指標(biāo)可能隨封孔方法而變化,不能硬性規(guī)定為30 mg/dm2。
(4)AASA試驗(yàn)在檢測鎳基冷封孔中可以替代CPA試驗(yàn)。
(5)對于鎳基中溫封孔,沒有一個(gè)試驗(yàn)可以代替CPA試驗(yàn)。
以上都是從耐腐蝕性角度反映封孔陽極氧化膜質(zhì)量的試驗(yàn)方法。從封孔陽極氧化膜抗污染性和阻抗值層面分析,對于上述所有封孔工藝,導(dǎo)納試驗(yàn)都可以區(qū)分封孔結(jié)果(含熱封孔,冷封孔,含鎳中溫封孔和無鎳中溫封孔)的好壞,即便對于兩種中溫封孔(含鎳或無鎳)工藝,可能只需要修正合格指標(biāo)。筆者認(rèn)為,導(dǎo)納試驗(yàn)和染斑試驗(yàn)仍然是可行的試驗(yàn)方法,但是導(dǎo)納試驗(yàn)在我國雖有標(biāo)準(zhǔn),但是很少使用。而染斑試驗(yàn)雖然也可以判斷封孔質(zhì)量,但是缺少嚴(yán)格的定量數(shù)據(jù)。為此,在新的替代方法確立之前,目前CPA仍然是重要的而且是仲裁試驗(yàn)方法。
3-2 PA法(磷酸)的結(jié)果
磷鉻酸試驗(yàn)溶液中磷酸是腐蝕成分,而鉻酸起到延緩腐蝕的作用。PA試驗(yàn)與CPA試驗(yàn)比較,就是缺少了緩蝕劑鉻酸,其余條件完全相同。試驗(yàn)程序按照ISO 3210方法2進(jìn)行,只是溶液成分有變化,詳見下表所示。可以預(yù)見,此試驗(yàn)方法應(yīng)該直接影響腐蝕速度,PA試驗(yàn)的結(jié)果顯然會大于CPA試驗(yàn)。
方法 |
試驗(yàn)溶液 |
溶液成分 |
溫度/℃ |
時(shí)間/min |
CPA(按ISO3210) |
磷鉻酸 |
35mlPA+20gCA/L |
38 |
15 |
PA |
磷酸 |
35mlPA/L |
38 |
15 |
Qualanod發(fā)表了葡萄牙學(xué)者對于替代磷鉻酸封孔質(zhì)量試驗(yàn)的詳盡的研究報(bào)告。從各種封孔工藝的PA與CPA的試驗(yàn)結(jié)果的對比認(rèn)為,PA法最有希望替代CPA法,成為無鉻封孔質(zhì)量試驗(yàn)的有效方法。上述看法已經(jīng)與英國同行進(jìn)行試驗(yàn)室交流,并與Robin先生取得相同的意見。試驗(yàn)報(bào)告還指出從試驗(yàn)失重?cái)?shù)據(jù)的平均值分析,PA試驗(yàn)的質(zhì)量損失30mg/dm2大約相應(yīng)于CPA試驗(yàn)的25mg/dm2,為此可以考慮在PA法封孔質(zhì)量試驗(yàn)中維持驗(yàn)收指標(biāo)為質(zhì)量損失30mg/dm2。筆者認(rèn)為,鑒于鉻酸對鋁金屬和氧化膜的緩蝕作用的差異,因此需要進(jìn)一步考慮試樣表面的氧化膜所占的比例對于數(shù)據(jù)對比的影響,這在考查中空型材封孔質(zhì)量時(shí)具有很明顯的實(shí)際意義。
4 耐堿性的電化學(xué)測試技術(shù)及其應(yīng)用
眾所周知,鋁陽極氧化膜是不耐堿腐蝕的,因此耐堿性試驗(yàn)通常不作為常規(guī)的耐腐蝕性檢驗(yàn)項(xiàng)目,以往國際標(biāo)準(zhǔn)也沒有此項(xiàng)指標(biāo)[1p.113]。從日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS H 8681-1的耐堿性試驗(yàn),包括滴堿試驗(yàn)和電位差測量試驗(yàn)兩種方法。滴堿試驗(yàn)是日本標(biāo)準(zhǔn)推薦的最常用的檢驗(yàn)方法,但在此次ISO會議上,日本建議只采用電位測量法評定耐堿性,似有棄用滴堿法的意味。并用耐堿性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)引向封孔質(zhì)量,表明似乎可以評判陽極氧化膜的封孔質(zhì)量,考慮作為無鉻封孔質(zhì)量試驗(yàn)方法的一種替代方法。下圖是電位差測量法檢測耐堿性試驗(yàn)的裝置簡圖,試驗(yàn)溶液建議為40g/L 或100g/L的NaOH。本文不考慮就試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)程序進(jìn)行詳細(xì)說明,建議讀者參考有關(guān)書籍及標(biāo)準(zhǔn)。
日本的研究重點(diǎn)不僅考察其耐堿的腐蝕性,希望還可以反映封孔質(zhì)量,為此提供了陽極氧化膜厚度與耐堿性的關(guān)系,不同封孔工藝條件與耐堿性關(guān)系等試驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)證明電位試驗(yàn)法容易操作,確定終點(diǎn)明確,很快可以得到試驗(yàn)結(jié)果,數(shù)據(jù)重復(fù)性好并且不引起環(huán)境問題,比滴堿試驗(yàn)法具有明顯優(yōu)點(diǎn)。日本研究認(rèn)為有希望作為無鉻試驗(yàn)方法評價(jià)鋁陽極氧化膜的性能,如耐腐蝕性能和封孔質(zhì)量。當(dāng)然就目前的試驗(yàn)結(jié)果還不能明確建立評定封孔質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn),日本正在進(jìn)行各種封孔條件和陽極氧化膜級別的電位法測定耐堿性的比較和評定,耐堿性與常用封孔質(zhì)量試驗(yàn)方法相關(guān)性的考查,并且進(jìn)一步改進(jìn)電位試驗(yàn)法的裝置。爭取在明年提出新的電位法測量陽極氧化膜耐堿性標(biāo)準(zhǔn)的國際標(biāo)準(zhǔn)方案。
5 耐磨耗性測試方法[6]
按照國際標(biāo)準(zhǔn)鋁陽極氧化膜的耐磨耗性試驗(yàn)方法現(xiàn)有落砂試驗(yàn),噴磨試驗(yàn)和和輪式磨損試驗(yàn)(磨擦輪)三種方法(以前落砂試驗(yàn)沒有國際標(biāo)準(zhǔn),最新頒布的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8251:2011已經(jīng)包括上述三種方法)。有些歐美國家還使用旋轉(zhuǎn)磨耗試驗(yàn)方法測定陽極氧化膜的耐磨耗性,即所謂的Taber試驗(yàn)(我國也稱泰氏試驗(yàn)),這實(shí)際上也是一種平面磨耗試驗(yàn)方法。
ISO柏林會議引進(jìn)了Clack試驗(yàn)的介紹,這是M.Clack在1985年首次發(fā)表的簡單的檢驗(yàn)方法(“A simple abrasion test for control of quality of anodic film on aluminium alloys”,Trans.Institute metal Finishing, 62,70-73(1985)),請參見下圖。英國陽極氧化協(xié)會在1989年已經(jīng)采用Clack方法作為標(biāo)準(zhǔn),即BS 6161-18。此后英國標(biāo)準(zhǔn)BS 3987:1991,QUALANOD和AAMA 611-98都先后采用Clack試驗(yàn)方法。此試驗(yàn)方法我們不妨稱之為手磨試驗(yàn)方法,試驗(yàn)操作非常簡單,比較適合于企業(yè)質(zhì)量控制之用。對于硫酸陽極氧化膜而言,可采用玻璃磨擦紙按照下圖手動(dòng)摩擦陽極氧化膜,如果磨擦紙上留下白色痕跡,表明陽極氧化膜的耐磨性不如玻璃。為此首先涉及到磨擦紙的標(biāo)準(zhǔn)化及其制作的規(guī)范化,其次雖然操作并不復(fù)雜,而實(shí)際評定也可能不那末簡單。鑒于試驗(yàn)方法容易操作,也不需要添置儀器設(shè)備,我國企業(yè)不妨試行。目前我國標(biāo)準(zhǔn)還沒有采用此方法,有關(guān)讀者可以參閱上述有關(guān)資料和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為此方法操作簡單方便,但是結(jié)果缺乏定量依據(jù),對于明確判別可能發(fā)生爭議,當(dāng)然作為企業(yè)的質(zhì)量控制試驗(yàn)應(yīng)該沒有問題的。