表面处理-阳极氧化处理解析
表面处理-阳极氧化处理
提高材料耐磨性
总结词
阳极氧化处理后，材料表面硬度得到提高，同时氧化膜具有一定的韧性，从而提高材料的耐磨性能。
详细描述
耐磨性是许多材料的重要性能指标，尤其在磨损严重的环境中。经过阳极氧化处理的材料，其表面硬 度得到显著提高，同时形成的氧化膜具有一定的韧性，能够有效抵抗磨损，提高材料的使用寿命。
提高材料绝缘性优点提高腐蚀性增强美观性阳极氧化处理能够显著提高铝材表面的耐 腐蚀性，使其在各种环境条件下都能保持 较长的使用寿命。
经过阳极氧化处理的铝材表面会形成一层 致密的氧化膜，呈现出独特的色彩和质感 ，增强了铝材的美观性。
提高附着力和耐磨性
环保无污染
阳极氧化处理能够增强铝材表面的附着力 和耐磨性，有利于涂装和印刷等后续加工 。
表面处理技术种类繁多，包括电 镀、化学镀、阳极氧化、热处理 等。
表面处理的重要性
提高材料表面的耐腐蚀性、耐磨性、 装饰性和功能性，延长使用寿命。
增强材料表面的导电性、磁性、光学 性能和生物相容性等，满足各种应用 需求。
表面处理的应用领域
航空航天、汽车、电子、建筑、医疗等领域。 涉及金属材料和非金属材料的表面处理，如钢铁、铝、铜、塑料、玻璃等。
后处理
对形成的氧化膜进行清洗、 干燥等处理，以提高其耐 腐蚀性和外观质量。
阳极氧化处理的特点
01
02
03
04
提高耐磨性和硬度
阳极氧化膜具有较高的硬度和 耐磨性，能够提高金属表面的
抗划痕和抗摩擦能力。
提高耐腐蚀性
阳极氧化膜能够有效地保护金 属表面不受腐蚀，提高其耐腐
蚀性。
增强绝缘性
阳极氧化膜具有较好的绝缘性 能，可用于制造绝缘材料和电
智能化检测和评估
表面处理阳极工艺(2)
铝的抛光处理
化抛又名化学抛光，通过化学处理，出去产品表面的杂质、自 然氧化膜、脏污，同时可以使一定粗糙度的表面变得更加光滑 平整，获得一定的光泽度。
机械抛光包括磨光、抛光、镜面抛光以及滚光、刷光等机械操 作。
电化学抛光又称电解抛光，是一种常用的获得光亮平整的方法， 尤其适合铝合金零部件的镜面抛光。
<25%)、焦磷酸
3.易溶原理：油污易融进有机溶剂里达到除油 效果。
钠(Na3PO4，<45%)。
（注：硼砂、焦
1.脱脂方式有哪些？
重点分析水机乳化清洗剂除油：乳化是使两种互不相 溶液体中的一种呈极细小的液滴分散在另一 种液体中形成乳浊液的过程
水基乳化剂是一种混合物。包含：表面活性剂、助洗剂、 缓蚀剂。
200±5g/L 2.温度：19±1℃ 3.时间：30min 4.电压：15V 5.电流密度：1A/dm2
步骤： 1.氧化前水洗。 2.阳极氧化（30min）。 3.水洗（30±5S) 4水洗（30±5S） 5水洗（30±5S）
阳极氧化 H2O 通 电HO H H2e H2 O H 2 eO H 原理 2A L 3[O ] A2O L3
3A+8HNO3=3A(NO3)2+2NO+4H2O
(A代表铜、镍、锰)加入铬酸处理。 C 2 O 7 2 r N 6 H O 2 N 3 3 O H 2 O 2 C 6 r
除去反应过程中产生的NO气体。
工艺：1.硝酸(200-350mL/L)、铬酐 (515g/L) 1-3min 2.硝酸(300mL/L)、氢氟酸 (100mL/L) 5-15s 3.铬酐(100mL/L)、硫酸 (10mL/L) 1min.
关于化抛的应用
剥黑膜
表面处理-阳极氧化处理分析
2>3鋁陽極氧化的機理(2)
•氧化膜的生長是增長和溶解這對矛盾動作中發生和 發展的,通電的瞬間,由于氧和鋁的有很強的絕緣電 阻由于氧化鋁體積比鋁離子體積大發生膨脹,陰擋 層變得凹凸不平,這就造成電流分佈不均勻,凹處電 陰較小而電流大,凸處相反,是電流密度高的凹處在 電場作用下發生氧化膜的電化學溶解,以及硫酸浸 蝕產生化學溶解,凹處加深漸變成孔穴,繼而形成多 孔的氧化膜. •具有很多高孔隙率和吸附的氧膜,可吸附染料,經過 封閉之后,便形成色彩較佳的裝飾性膜層.
機拋手法不正確 , 治具保護不全 , 機拋手法應正確 , 修復治具 , 自拋機調節位置 自拋機調節位置不當 適當 機拋手拿工件不正確 , 方向不正 確 人為產生 1. 化拋過腐蝕 2. 氧化槽導電不良 3. 氧化槽中有金屬離子 1. 脫脂不完全 2. 重工件退除不徹底 機拋手拿工件正確 , 方向正確 上下料人員手法伏化 1. 提高 CPBRI-20濃度 , 硝酸濃度適當 2. 工件與掛具應接觸良好 3. 定期清除陰極沉積物 , 一周兩次 1. 長脫脂時間 , 脫脂濃度 , 溫度采用上限增加 2. 重工件退除應徹底
多孔層
A
B C
阻擋層 鋁基件
2>7鋁陽極氧化膜生成曲線
24 22 20
8 4
A.膜層生長 B.陰擋層形成 C.膜層穩定生成, 直到溶解與生長速 率達到平衡
20 30 40 50 60
電壓/V
時間/s
2>8 染色前處理
Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因為Al2O3
為無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不
2>4 前處理
A.脫脂:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂 皂化:脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應,生成水溶性的肥皂與甘油 (C17H35COO)3C3H5+3NaOH 3C17H15COONa+C3H5(OH)3 硬脂酸酯 鹼 肥皂 甘油 乳化:除去工件表面無法皂化的油與腊 B.鹼咬: B-1.除去工件表面原有之Al2O3不導電層 先進行: Al2O3 +OH2Al3++含Al+其它 后進行: Al+NaOH NaAlO2+H2+其它 B-2. 調節工件表面的亮啞度(鹼咬=鹼腐蝕,破壞工件表面平整性, 造成光線散(漫)射,影響外觀 C.剝黑膜:去除工件表面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作)
解析铝合金表面微弧氧化与阳极氧化工艺
解析铝合金表面微弧氧化与阳极氧化工艺摘要：随着国防工业的需要，对铝合金材料的抗腐蚀、高强度和高硬度等性能提出了更高的要求。
铝合金材料表面氧化处理逐渐发展起来，其中以铝基材料阳极氧化与微弧氧化为主要的处理工艺，两种氧化工艺处理后的基体材料表面原位生成一层致密均匀的氧化层，该陶瓷层具有与基体结合牢固、结构致密、具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘特性等，因而具有更加广阔的应有前景。
本文就从铝合金表面微弧氧化与阳极氧化工艺展开分析。
关键词：铝合金表面；微弧氧化；阳极氧化；工艺1、工艺机理及特点1.1阳极氧化工艺机理及其特点阳极氧化工艺是在电解槽中，通过电化学反应，以Al基材料为阳极，酸性（H2SO4）为主要电解液，通电反应，在电化学与化学溶解两个过程同时作用下直接在基体材料表面生成致密的Al2O3，其工艺过程是膜层生成与溶解的一个动态平衡过程。
通过调整工艺参数，可制备出厚度5-80um的陶瓷层，其陶瓷层不同于自然氧化而成的非晶态氧化膜，其陶瓷层孔隙率低，致密均匀，因此表现出更优的膜层性能。
阳极氧化工艺按其电流型式可分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及脉冲电流阳极氧化。
按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、为主溶液的自然着色阳极氧化。
按膜层性质分有：普通膜（5~15）、硬质膜（40~80）、半导体作用的阻挡层等阳极氧化法。
其中直流电（H2SO4）阳极化在生产中应用最多，实践证明（H2SO4）阳极氧化适用于铝基材料表面处理；可改变时间及温度制备出不同厚度膜层，膜层物理吸附能力强易着色；同时处理电压（15~25）V较低，不必调整电压周期温度也易控制；便于生产自动化及操作简便化。
1.2微弧氧化工艺机理及其特点微弧氧化工艺是在弱碱性溶液中，通过高压，化学及电化学和等离子体放电作用，在基体材料表面生成一层以其金属氧化物为主具有陶瓷性能的保护性氧化膜。
初始阶段与阳极氧化工艺类似，随着电压增大，其反应进入火花、微弧和弧光放电这三个阶段。
阳极氧化知识点总结
阳极氧化知识点总结一、阳极氧化的原理阳极氧化是通过在酸性或碱性电解液中对金属制品施加电流，使其成为阳极，而在阴极上放置铝箔或铝制品，使金属表面氧化生成氧化膜的一种表面处理方法。
一般来讲，阳极氧化的主要原理包括以下几点：1. 电解液中金属阳极溶解，生成阳离子，而在阴极放置的铝箔上生成氢氧化铝。
2. 电解液中的氢氧化铝或氧化铝颗粒密封在阳极表面孔洞内，形成氧化膜。
3. 通过处理获得均质的氧化膜，提高金属表面的硬度和耐腐蚀性。
二、阳极氧化的工艺阳极氧化的工艺包括预处理、电解池设备和后处理三个部分。
1. 预处理预处理是阳极氧化的前置工序，包括去油、脱涂、除锈等。
对于不同类型的金属材料，预处理过程会有所不同。
2. 电解池设备电解池设备是阳极氧化的主要设备，包括电解槽、电源、电极、电解液循环系统、搅拌装置等。
金属制品通过电极置于电解液中，通过设备施加电流，金属表面就能形成氧化膜。
3. 后处理后处理包括清洗、封孔等工序，以保证氧化膜的质量和表面平整度。
三、阳极氧化的应用由于阳极氧化获得的氧化膜有着优良的性能，因此在工业、建筑、航空航天等领域有着广泛的应用。
1. 工业领域在工业领域，阳极氧化可以应用在各种金属制品表面的处理，如航空零部件、汽车零配件、仪器仪表等。
2. 建筑领域在建筑领域，阳极氧化常用于铝合金、钛合金等金属材料的表面处理，增加其耐蚀性和耐磨性。
3. 航空航天领域在航空航天领域，阳极氧化可以提高航空器、飞机舷窗等部件的表面性能，延长其使用寿命。
四、阳极氧化的发展趋势随着科学技术的不断发展和进步，阳极氧化技术也在不断地创新和完善。
1. 清洗技术的改进为了提高氧化膜的质量和表面平整度，清洗技术也在不断地改进和完善。
2. 电解液的优化电解液的成分和配比对于氧化膜的性能有着重要的影响，因此电解液的优化也是阳极氧化技术的一个发展方向。
3. 环保技术的应用随着环保意识的增强，环保技术的应用也是阳极氧化技术发展的一个趋势，以减少对环境的影响。
金属的几种表面处理方法
⾦属的⼏种表⾯处理⽅法引领机械前沿、机械视频，汽车、加⼯技术、3D打印、⾃动化、机器⼈、⽣产⼯艺、轴承、模具、机床、钣⾦等⾏业前沿在这⾥等你⾦属表⾯处理⽅法汇总图▼⼀、阳极氧化阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利⽤电化学原理，在铝和铝合⾦的表⾯⽣成⼀层氧化铝膜。
这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
⼯艺流程:单⾊、渐变⾊：抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染⾊→封孔→烘⼲双⾊：①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2 →封孔→烘⼲②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1 →镭雕→阳极氧化2 →封孔→烘⼲技术特点:1、提升强度,2、实现除⽩⾊外任何颜⾊。
3、实现⽆镍封孔，满⾜欧、美等国家对⽆镍的要求。
技术难点及改善关键点：阳极氧化的良率⽔平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂⽤量、适合的温度及电流密度，这需要结构件⼚商在⽣产过程中不断探索，寻求突破。
⼆、电泳 ( ED-Electrophoresis deposition )电泳：⽤于不锈钢、铝合⾦等，可使产品呈现各种颜⾊，并保持⾦属光泽，同时增强表⾯性能，具有较好的防腐性能。
⼯艺流程：前处理→电泳→烘⼲技术特点:优点：1、颜⾊丰富；2、⽆⾦属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等；3、液体环境中加⼯，可实现复杂结构的表⾯处理；4、⼯艺成熟、可量产。
缺点：掩盖缺陷能⼒⼀般，压铸件做电泳对前处理要求较⾼。
三、微弧氧化 (MAO)微弧氧化：在电解质溶液中（⼀般是弱碱性溶液）施加⾼电压⽣成陶瓷化表⾯膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作⽤的结果。
⼯艺流程：前处理→热⽔洗→ MAO →烘⼲技术特点：优点：1、陶瓷质感，外观暗哑，没有⾼光产品，⼿感细腻，防指纹；2、基材⼴泛：Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其合⾦等；3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。
缺点：⽬前颜⾊受限制，只有⿊⾊、灰⾊等较成熟，鲜艳颜⾊⽬前难以实现；成本主要受⾼耗电影响，是表⾯处理中成本最⾼的其中之⼀。
表面处理_阳极氧化
这种方法量率低﹐不 适合量产。
6、阳极氧化表面处理性能测试
1）、阳极氧化膜厚测试
常见的膜厚测试方法有切片测量和膜厚仪测量﹐在生产中一般用膜厚仪测量﹐它有测量速度 快﹐不破坏产品的优点。
2）、盐雾测试
3）、封孔质量测试
4）、UV测试
7、阳极氧化表面处理应用
1）、耐腐蚀(corrosion resistance) 2）、涂装附着性(paint adhesion) 3）、电镀铝 4）、装饰(decorative appearance) 5）、电绝缘(electrical insulation) 6）、照相底板(photographic substrates) 7）、发射性及反射性(emissivity and reflectivity) 8）、耐磨性(abrasion resistance) 9）、表面分析(surface analysis)
与此同时，铝表面以合金相为阴极，邻近铝晶粒为阳极，形成局部微电池反应，晶界处铝颗粒不断溶 解，合金相表面镁、硅不断还原，粗化表面。
2.3、剥黑膜:
使用68%HNO3和纯水溶液，目的去除碱咬、化抛后表面生成的一层黑膜，还原其工件本色。 操作条件为(1)HNO3浓度(体积比)：30%~40% (2)操作时间：50±20秒 (3)温度：RT。
+
热量
氧气
机理图示意图如右图所示： 氢气
阴极
阴极
硫酸 槽液
铜渣
(阳极)
氧化膜为双层结构,内层为致密无孔的且少水的Al2O3构成 ,称为阴挡层,外层是 由孔隙和孔壁组成的多孔层,氧化膜壁与水反应,同时由于化学结合式吸附电解
阴离子,所以氧化膜的总组成为Al2O3 .Al(OH).(SO4)2。
金属的各种表面处理
金属的各种表面处理文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]一、阳极氧化阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。
这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
技术难点及改善关键点：阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要结构件厂商在生产过程中不断探索，寻求突破。
二、电泳 ( ED-Electrophoresis deposition )电泳：用于不锈钢、铝合金等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。
工艺流程：前处理→电泳→烘干技术特点:优点：1、颜色丰富；2、无金属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等；3、液体环境中加工，可实现复杂结构的表面处理；4、工艺成熟、可量产。
缺点：掩盖缺陷能力一般，压铸件做电泳对前处理要求较高。
三、微弧氧化 (MAO)微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。
工艺流程：前处理→热水洗→ MAO →烘干技术特点：优点：1、陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹；2、基材广泛：Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其合金等；3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。
缺点：目前颜色受限制，只有黑色、灰色等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现；成本主要受高耗电影响，是表面处理中成本最高的其中之一。
四、PVD真空镀物理气相沉积（Physical vapor deposition，PVD）：是一种工业制造上的工艺，是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。
工艺流程:PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束，冷却出炉→后处理（抛光、AFP）技术特点:PVD（Physical Vapor Deposition,物理气相沉积) 可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的金属陶瓷装饰镀层五、电镀 (Electroplating)电镀：是利用电解作用使金属的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用的一种技术。
绝缘耐磨阳极氧化-概述说明以及解释
绝缘耐磨阳极氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容：绝缘耐磨阳极氧化是一种重要的表面处理技术，通过在金属表面形成一层绝缘耐磨的氧化层，可以显著改善金属的表面性能和使用寿命。
这种表面处理技术在许多领域得到广泛应用，包括机械工程、电子电气、交通运输等。
绝缘材料的重要性不容忽视。
在许多工程应用中，金属材料需具备良好的绝缘性能，以避免电流泄漏或电压过高导致设备故障或损坏。
同时，材料的耐磨性也是影响其使用寿命的关键因素之一。
绝缘材料的选择和表面处理对于提高设备的工作效率和可靠性至关重要。
绝缘耐磨阳极氧化正是针对这些需求而发展起来的一种表面处理技术。
阳极氧化是指在金属表面通过阳极氧化法形成一层致密、均匀且具有良好耐磨性的氧化层。
这种氧化层具有很好的绝缘性能，并且能提高金属表面的硬度、耐腐蚀性和耐磨性。
阳极氧化的基本原理是通过在酸性电解液中进行电化学反应，在金属表面形成一层氧化膜。
氧化膜的厚度和性能可以通过改变电解液的成分、电流密度和处理时间等工艺参数来控制。
绝缘耐磨阳极氧化技术的应用前景广阔。
在电子电气领域，绝缘耐磨氧化层可以用于电子元件的绝缘保护，提高元件的工作可靠性和耐久性。
在机械工程领域，绝缘耐磨氧化层可以用于表面涂层，提高零件的耐磨性和使用寿命。
在交通运输领域，绝缘耐磨氧化层可以用于车辆表面的防腐和绝缘保护，延长车辆的使用寿命。
然而，目前对于绝缘耐磨阳极氧化技术的研究还比较有限。
进一步的研究可以从优化工艺参数、改善氧化层的性能、提高氧化效率等方面展开。
同时，也需要加强对于氧化过程的理论研究，深入了解阳极氧化反应机理和氧化层的生长机制。
通过这些研究，可以进一步提升绝缘耐磨阳极氧化技术的性能和应用范围，推动其在各个领域的广泛应用。
1.2文章结构【1.2 文章结构】本文共分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要概述了绝缘耐磨阳极氧化的研究背景和意义，介绍了本文的主要目的和文章结构。
正文部分包括了两个主要内容，分别是绝缘材料的重要性和阳极氧化的基本原理。
表面处理与防锈之阳极氧化
表面处理与防锈一.阳极氧化铝合金1.概述：通过人工方法在铝或铝合金表面生成厚度为3-30um的氧化膜，从而提高铝及其合金的耐蚀性、耐磨性及吸附涂料与色料的能力以及硬度和绝缘性能。
2.基本原因理：铝的阳极氧化实质上就是水的电解，电解液通电后在电流作用下发生水解，在阴极放出氧H++e→H2↑，在阳极上释放电子，40H—4e→2H20+2O↑。
其中一部分新生的氧原子与阳极铝发生反应，生成无水的氧化铝膜，2Al3++3O2-→AL2O3+热量。
3.氧极氧化膜的特点：①阳极氧化与涂漆膜，电镀膜不同，几乎不发生剥离，具有良好的附着能力，氧化膜具有抗压强度，在弯曲试验中，即使基材已经开裂，阳极氧化膜也不会脱落。
②色泽，阳极氧化膜的色泽同所用的电解液组成有关电解液类型膜的色泽的类型硫酸无色透明草酸黄色到棕色铬酸灰色到灰绿磷酸无色透明③阳化后的封闭处理是提高膜层防护性能的有效措施，封闭处理可以把膜表面的氧化转化为它的水合物，最有效的方法是氧阳极氧化后再封闭处理，封闭处理所用的介质有沸水、蒸汽、醋酸镍或醋酸钴的水溶液。
氧化膜有热稳定性，但存在厚度分布下均匀，膜内有孔穴，裂纹和结构上不连续等机械缺陷，以及膜内含杂质，都会降低防护性能，一旦大气中的湿气和侵蚀介质穿透氧化膜，基底金属的腐蚀将不断扩展，所生成的腐蚀产物导致氧化膜破裂，腐蚀进一步恶化。
封闭处理可以有膜表的氧化物转化为它的水合物，使膜孔膨胀直至封闭，堵塞了侵蚀介质进行膜孔的通道，从而使膜的防护性能提高。
4.铝的阳极氧化可在多种电解液中进行，如硫酸，铬酸盐，磷酸盐，锰酸，硅酸盐，碳酸盐，硼酸，硼酸盐，酒石酸盐，草酸，草酸盐和其它有机酸中，现代常用的是硫酸，草酸，铬酸和硼酸四种酸。
5.硫酸阳极氧化的工艺①把表面洁净的铝件做为阳极，铅格板或石墨做为阴极，分别放入质量分数为15%-20%的硫酸溶液中，通以直流电(电压10-220V，电流密度0。
5-3A/dm2)电解15-30min电解时间根据合金牌号和膜厚度确定，最后进行封闭处理。
表面处理阳极氧化处理ppt课件
19
Al 3++3eO2+4H+4e2Al2O3 2Al 3++3H2O
(β) (γ) ……
(δ) …… Al2O3膜
(γ), (δ) 是互相競爭的反應,但當(γ) , (δ) 的反應速率相等時,即表示 Al2O3膜的生成與消失速率相同,膜厚不再增長,即使延長氧化時間,都不再有變化
9
2>6鋁陽極氧化膜生成過程示意圖
肥皂
甘油
乳化:除去工件表面無法皂化的油與腊
B.鹼咬:
B-1.除去工件表面原有之Al2O3不導電層
先進行: Al2O3 +OH-
2Al3++含Al+其它
后進行: Al+NaOH
NaAlO2+H2+其它
B-2. 調節工件表面的亮啞度(鹼咬=鹼腐蝕,破壞工件表面平整性,
造成光線散(漫)射,影響外觀
C.剝黑膜:去除工件表面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作)
Al2O3.H2O
多孔層
A
B
阻擋層
C
鋁基件
10
2>7鋁陽極氧化膜生成曲線
電壓/V
24
22
20
A.膜層生長
B.陰擋層形成
C.膜層穩定生成,
8
直到溶解與生長速
4
率達到平衡
20
30
40
50
60
時間/s
11
2>8 染色前處理
Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因為Al2O3 為無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不 易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無 /有機物質化性的即“界面活性剂,以利Al2O3染料結 合.
铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释
铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、建筑等领域的重要材料。
在实际应用中，铝合金的硬度对其性能和使用寿命具有重要影响。
为了提高铝合金的硬度和耐磨性，一种常用的方法是进行阳极氧化处理。
阳极氧化是一种通过在铝表面形成氧化层来增加其硬度和改善其耐蚀性的表面处理技术。
这种氧化层一般由氧化铝所组成，具有较高的硬度和附着力。
通过阳极氧化处理，铝合金的表面可以形成一层坚硬的保护层，从而提高其抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能。
铝合金基材的硬度是影响阳极氧化效果的重要因素之一。
较高的基材硬度可以促进氧化膜的形成，并增加其硬度和厚度。
另外，基材硬度还会影响氧化膜的致密程度和孔隙度，进而影响阳极氧化层的耐蚀性和耐磨性。
然而，铝合金基材的硬度受到多种因素的影响，包括合金成分、热处理工艺、冷变形等。
不同的合金和处理方式会导致不同的硬度值和硬度分布。
因此，在进行阳极氧化处理之前，需要对铝合金基材的硬度进行测试和评估，以选择合适的处理参数和工艺条件。
本文旨在通过对铝合金基材硬度和阳极氧化的研究，探讨其相互关系及对铝合金性能的影响，为铝合金的应用和加工提供科学依据和技术支持。
在下面的章节中，我们将深入讨论铝合金基材硬度的影响因素以及阳极氧化对铝合金基材硬度的影响。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
在引言部分，我们将提供一个概述来介绍铝合金基材硬度和阳极氧化的背景和重要性。
我们还将介绍文章的结构，向读者阐明本文的主要内容和安排。
最后，我们将阐明本文的目的，即为了研究和分析铝合金基材硬度和阳极氧化之间的关系。
在正文部分，我们将首先探讨铝合金基材硬度的相关知识。
我们将介绍铝合金基材硬度测试方法、硬度的定义和影响硬度的因素。
然后，我们将转向讨论阳极氧化的过程、方法和应用。
我们将探讨阳极氧化对铝合金基材硬度的影响，并讨论可能的机理和原因。
表面阳极氧化
表面阳极氧化
表面阳极氧化是一种电化学表面处理技术，可以在金属表面形成一层氧化膜。
这种氧化膜具有优异的耐腐蚀性、硬度和耐磨性，同时还能提高金属表面的装饰性和电绝缘性能。
表面阳极氧化适用于各种金属材料，如铝、镁、钛等。
该技术是通过将金属置于电解质溶液中，将其作为阳极通电，使阳极表面发生氧化反应，形成氧化镁、氧化铝或氧化钛层。
这种电化学反应是以直流电为基础的，可以控制反应时间和电压来控制氧化膜的厚度和性质。
表面阳极氧化可以在金属表面形成不同颜色的氧化膜，从浅灰色到黑色不等。
这种颜色变化是由于氧化膜的厚度和组成不同所致。
这些颜色可以用于装饰和识别作用，如在航空航天、汽车和电子等行业中广泛应用。
需要注意的是，表面阳极氧化并不影响金属的基本性质，如强度和导电性等。
它只是在金属表面形成一层保护层，提高了金属的表面性能，延长了其使用寿命。
- 1 -。
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2>5陽極氧化
D.陽極氧化:利用電化學原理, 在鋁工件表面生成一層Al2O3膜,除了抗腐蝕,磨耗目的外,
還可以利用Al2O3陶瓷材料的多孔性,填充染料,達成著色的目的 D-1.陰極半反應 2H+2eD-2.陽極半反應 Al (α) 2H2O 3O2+4Al Al2O3膜生成 Al2O3+6H+ 溶解 O2+4H+4e2Al2O3 2Al
多孔層
A
B C
阻擋層 鋁基件
2>7鋁陽極氧化膜生成曲線
24 22 20
8 4
A.膜層生長 B.陰擋層形成 C.膜層穩定生成, 直到溶解與生長速 率達到平衡
20 30 4
Al2O3膜生成后,並不宜立刻染色,因為Al2O3
為無機物質,而染料為有機物質,兩者之間結合不
陽極生產線主線
陽極生產用的挂具
陽極氧化的有關設備
四 .陽極產品介紹
后蓋產品 前蓋產品
5>1不良分析
不良項目 料紋 凹陷 焊點 變形 內部髒污 過拋 磨紋 划痕 麻點 白點
五 .陽極不良分析
造成單位 原材料 沖壓 焊接 拋光 拋光 拋光 拋光 陽極 陽極 陽極
來料不良 衝壓前模具上有小顆粒硬物 , 衝 壓時壓在工件上 鐳射焊接能量過高 1. 衝壓後打磨手法不正確 , 壓力 過大 2. 機拋時手法不正確 1. 氧化前脫脂不完全 2. 工件粘上膠類物質 不良原因 改善對策 1. 提高機拋切削力 2. 延長化拋時間 衝壓前清除乾淨模具上小顆粒 1. 鐳射焊接能量應調適當 2. 延長化拋時間 3. 提高鹼咬濃度 , 延長鹼咬時間 1. 衝壓後打磨手法正確 , 壓力適當 2. 機拋用手壓力部位 , 手法正確 1. 延長脫脂時間且溫度采用上限 2. 以貼紙防止膠類物質污染工件 .
機拋手法不正確 , 治具保護不全 , 機拋手法應正確 , 修復治具 , 自拋機調節位置 自拋機調節位置不當 適當 機拋手拿工件不正確 , 方向不正 確 人為產生 1. 化拋過腐蝕 2. 氧化槽導電不良 3. 氧化槽中有金屬離子 1. 脫脂不完全 2. 重工件退除不徹底 機拋手拿工件正確 , 方向正確 上下料人員手法伏化 1. 提高 CPBRI-20濃度 , 硝酸濃度適當 2. 工件與掛具應接觸良好 3. 定期清除陰極沉積物 , 一周兩次 1. 長脫脂時間 , 脫脂濃度 , 溫度采用上限增加 2. 重工件退除應徹底
無機酸 硫酸系 鉻酸系 磷酸系 草酸系 磺基水揚酸等
酸性電解質
有機酸
鹼性電解液
非水電解液
混合酸 氫氧化鈉系 磷酸鈉系 磷酸二氫鈉系 氫氧化銨系 溶融電解液 硼酸甲酸胺系
1>3 應 用
飾物
化妝品
美容品
建材
交通
3c產品
二 .陽極處理制作流程及工作原理
2>1陽極制作流程 脫脂
化學拋光
鹼性腐蝕
剝黑膜
陽極氧化
3++3H 2O
H2(氫氧) Al
3++3e-
(β) (γ) …… (δ) …… Al2O3膜
(γ), (δ) 是互相競爭的反應,但當(γ) , (δ) 的反應速率相等時,即表示 Al2O3膜的生成與消失速率相同,膜厚不再增長,即使延長氧化時間,都不再有變化
2>6鋁陽極氧化膜生成過程示意圖
Al2O3.H2O
目 錄
一．陽極概述 二 .陽極處理制作流程及原理 三 .陽極設備及挂具 四 .陽極產品介紹 五 .陽極不良分析
一.陽極概述
1>1 移動通訊產品對陽極氧化工藝的要求 a.很好的防護性與裝飾性 b.耐磨性,有較高硬度 c.色澤均一,膜層透明 d.外面面不允許的缺陷
1>2 陽極氧化工藝從電解液方面的分類
易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無 /有機物質化性的即“界面活性剂,以利Al2O3染料結 合.
染色前處理原理圖 表面活性物質
氧化膜層
2>9 染 色
即將染料分子填充至Al2O3孔隙的過程,染料大致 上可分為有機與無機兩種,一般陽極用染料為有機性, 例煤碳綠所需的706,804兩種染料,結構如下:
2>3鋁陽極氧化的機理(2)
•氧化膜的生長是增長和溶解這對矛盾動作中發生和 發展的,通電的瞬間,由于氧和鋁的有很強的絕緣電 阻由于氧化鋁體積比鋁離子體積大發生膨脹,陰擋 層變得凹凸不平,這就造成電流分佈不均勻,凹處電 陰較小而電流大,凸處相反,是電流密度高的凹處在 電場作用下發生氧化膜的電化學溶解,以及硫酸浸 蝕產生化學溶解,凹處加深漸變成孔穴,繼而形成多 孔的氧化膜. •具有很多高孔隙率和吸附的氧膜,可吸附染料,經過 封閉之后,便形成色彩較佳的裝飾性膜層.
2>4 前處理
A.脫脂:除去沖壓/拋光等工段殘余的油脂 皂化:脫脂液中的鹼與工件表面的油脂反應,生成水溶性的肥皂與甘油 (C17H35COO)3C3H5+3NaOH 3C17H15COONa+C3H5(OH)3 硬脂酸酯 鹼 肥皂 甘油 乳化:除去工件表面無法皂化的油與腊 B.鹼咬: B-1.除去工件表面原有之Al2O3不導電層 先進行: Al2O3 +OH2Al3++含Al+其它 后進行: Al+NaOH NaAlO2+H2+其它 B-2. 調節工件表面的亮啞度(鹼咬=鹼腐蝕,破壞工件表面平整性, 造成光線散(漫)射,影響外觀 C.剝黑膜:去除工件表面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作)
烘乾
封孔
染色
染色前處理
2>2鋁陽極氧化的機理(1)
•鋁及其合金陽極氧化時將工件挂在陽極,陰極用純鉛 板或鋁板,通入直流電,在陽極上鋁原子失去電子而氧 化:Al-3e —Al3+,同時OH-電离6OH- —3H2O+3O2-.在電 場作用下,氧离子的擴散速度快,氧化膜是由于氧离子 擴散到陰擋層內部與鋁离子結合而形成的:Al3++3O2— Al2O3+399卡熱量. •氧化膜為雙層結構,內層為致密無孔的且少水的Al2O3 構成 ,稱為陰擋層,外層是由孔隙和孔壁組成的多孔 層,氧化膜壁與水反應,同時由于化學結合式吸附電解 陰离子,所以氧化膜的總組成為Al2O3 .Al(OH).(SO4)2.
染色原理圖
染 料
氧化膜層
2>10
封 孔
Al2O3孔隙填充過染料后,如不加以處 理,放置一段時間后,孔隙中的染料會逐漸 析出或變色,為避免此現象發生, 染色后必 須將Al2O3孔隙加以封閉,即為[封孔](seal).
封孔原理圖 表面活性物質
氧化膜層
三 .陽極設備及挂具
•陽極 生產線（槽體，天車，水電供排水系統） •整流器 •冰水機 •烘干設備 •鈦挂具 •抽風裝置