阳极制程简介
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前處理 陽極處理 后處理
陽極氧化工藝流程
脫脂 鹼咬 剝黑膜 化拋 打砂
烘干
封孔
染色
陽極處理
一﹑脫脂
•作 用﹕去掉工件表面的鐵砂與油污。 •藥品名﹕Na3PO4 RAM-HZ-1(表面活性劑) •總鹼度﹕13-18 •溫 度﹕45-55℃ •時 間﹕3-7min •PH 值﹕弱鹼性。(超聲波振動) •注意事項: 1.溫度 2. 更換頻率 3. 超聲波強度
封孔工作原理
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
注意事項﹕
1. 高溫封孔是將具有很高化學活性的非晶 質氧化膜變成化學鈍態的結晶質氧化膜 的過程。只有在工藝規定范圍內的溫 度﹐才能達到效果。 2. 高溫封孔易產生粉末﹐這是一種過水化 現象﹐它是由孔壁溶解下來的鋁離子﹐ 向外擴散到氧化膜表面產生水化作用的 結果。
五﹑陽極氧化
• 作用﹕使工件表面生成一層致密的AL2O3 氧化膜﹐提高工件表面硬度﹐耐磨性﹐耐 腐蝕性﹐絕緣性及可染色性。 • 藥品﹕H2SO4(硫酸): 170-190g/l AL3+濃度: <15g/l • 溫度﹕ 17-21 ℃ • 時間﹕ 15-25min
5.1 陽極氧化工作原理
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, 耐磨耗目的外,還可以利用Al2O3膜的多孔性,填充染料,達成著色的目的 1.陰極半反應 2H 2.陽極半反應 Al 2H2O 3O2+4Al Al2O3+6H+
• • • • • • 作用﹕ 除去鹼咬后工件表面氧化黑膜。 藥品﹕ HNO3 濃度﹕ 30%-40%(體積百分比) 溫度﹕ 室溫 時間﹕ 20-80秒 注意事項﹕1.此剝黑膜槽所除黑膜為含鎂﹐硅等的 化合物﹐反應所需時間較長。 2.此工站同時要剝淨鈦挂具表面之氧化 膜﹐使其導電良好。
四﹑化拋
抛光工艺也属于较传统的铝材前处理工艺，其目 的是增加型材的表面光泽。在所有的抛光工艺中，溶 解与氧化是其核心的反应机理。溶解成份(如磷酸)的 存在，在反应初始阶段，使型材表面的自然氧化膜被 迅速溶解，为氧化剂生成钝化膜铺平道路；强氧化剂 (如硝酸、过氧化物、过硫化物等)的存在，使铝材在 高温下形成一层非常亮的钝化表面。然而，抛光槽的 铝离子浓度有限，机械纹沟底与沟表面的反应速度差 不大，因此抛光槽的去机械纹能力较弱。
二﹑鹼咬
•作用﹕除去工件表面的自然氧化膜﹐粗化工 件表面﹐ 消除工件表面輕微缺陷﹐徹底清除油 污。 •藥品﹕NaOH(又叫燒鹼﹐火鹼) 40-65g/l AL3+濃度 3-50g/l •溫度: 56-60℃ •時間: 260-340秒
碱咬機理
按照粘性理论，铝材在碱溶液中的反应速度与 铝离子浓度成反比，即铝离子浓度高，反应速度慢。 由于机械纹沟底处反应生成的铝离子比沟表面的铝离 子扩散速度慢，故沟底铝离子浓度高于沟表面铝离子 浓度。因而，沟表面反应速度快于沟底的反应速度， 从而实现了除去机械纹的目的。 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。
5.2 陽極氧化成膜機理
Al2O3.H2O
多孔層
A
B C
阻擋層 鋁基件
5.2 陽極氧化成膜機理
氧ຫໍສະໝຸດ Baidu膜
注意事項﹕
1.硫酸為強酸﹐有較強腐蝕性﹐操作 時需戴好防護用具。 2.溫度對生成氧化膜的質量很關鍵﹐ 需保証及時檢測。 3.合格的氧化膜為光亮﹐透明﹐結晶 致密﹐不合格的氧化膜會發黃﹐無光澤﹐ 結晶疏松。
八﹑烘乾
• • • • 作用﹕ 烘乾工件表面的水份。 溫度﹕ 60-100 ℃ 時間﹕ 5-20min 注意事項﹕ 1.注意風機是否開啟﹐風力是否合適。 2.注意溫度是否達到設定的溫度。 3.注意工件上的水分是否已完全蒸發。
六﹑染色介紹
氧化膜是无色透明的，利用封 孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸 附沉积一些染料，可使型材外表显现 本色（银白色）以外的许多颜色，如： 黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。
七﹑封孔
• 作用﹕ 1.提高耐蝕性 2.提高抗污染能力。 3.固定染料。 • 藥品﹕R500 (5-10g/l) • 溫度﹕85-95 ℃ • 時間﹕9-11分鐘 • PH值﹕5-6
+
+2e-
H2(氫氣)
Al 3++3eO2+4H+4e2Al2O3 2Al 3++3H2O
(α) (β) (γ) …… Al2O3 膜生成 (δ) …… Al2O3 膜溶解
(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, 都不再有多大變化
脫脂的原理
化学除油的原理是利用碱溶液对油脂的皂化作用除 去可皂化性油脂，利用表面活性剂的乳化作用除去非 皂化性油脂。 可皂化性油脂可与碱发生皂化反应，生成可溶性的 肥皂和甘油，皂化反应方程式是： (C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa +C3H5（OH）3 非皂化性油脂主要是利用乳化作用将其去掉。工件 进入除油液后，由于机械震动，表面的油膜破裂，而 变成不连续的小油滴；溶液中乳化剂使油、固界面上 的表面张力降低，结果油滴进入溶液；乳化剂的疏水 基團和亲水基團将进入溶液中的小油滴包围起来，使 油滴不能重新聚集沾污工件。这样就将油除去了。
注意事項﹕
1.溶液中含有NaOH﹐有強烈的腐蝕性﹐操作 時需戴好防護用具。 2.鹼咬效果和槽液中的AL3+含量有關﹐含一 定AL3+時﹐對工件有一定緩蝕作用﹐反應 溫和﹐無AL3+時﹐反應較劇烈。 3.鹼咬時間長短﹐對工件光澤影響較大。 4.鹼咬后應立即進水洗槽清洗﹐空氣中不可 停留時間過長。
三﹑剝黑膜
陽極制程介紹
經過陽極處理后的產品
陽極后上蓋與中隔板
最終成品
陽極線圖片1
陽極線圖片2
陽極氧化概念﹕
陽極氧化﹕在電解液中﹐當鋁作為陽極﹐通 以直流電作用下﹐鋁表面發生電化學作用而 使其表面生成一層致密的氧化膜的工藝叫陽 極氧化。 電解液﹕酸性(硫酸)﹐鹼性(氫氧化鈉系)﹐ 非水性(熔融電解液)
陽極氧化工藝流程
脫脂 鹼咬 剝黑膜 化拋 打砂
烘干
封孔
染色
陽極處理
一﹑脫脂
•作 用﹕去掉工件表面的鐵砂與油污。 •藥品名﹕Na3PO4 RAM-HZ-1(表面活性劑) •總鹼度﹕13-18 •溫 度﹕45-55℃ •時 間﹕3-7min •PH 值﹕弱鹼性。(超聲波振動) •注意事項: 1.溫度 2. 更換頻率 3. 超聲波強度
封孔工作原理
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
注意事項﹕
1. 高溫封孔是將具有很高化學活性的非晶 質氧化膜變成化學鈍態的結晶質氧化膜 的過程。只有在工藝規定范圍內的溫 度﹐才能達到效果。 2. 高溫封孔易產生粉末﹐這是一種過水化 現象﹐它是由孔壁溶解下來的鋁離子﹐ 向外擴散到氧化膜表面產生水化作用的 結果。
五﹑陽極氧化
• 作用﹕使工件表面生成一層致密的AL2O3 氧化膜﹐提高工件表面硬度﹐耐磨性﹐耐 腐蝕性﹐絕緣性及可染色性。 • 藥品﹕H2SO4(硫酸): 170-190g/l AL3+濃度: <15g/l • 溫度﹕ 17-21 ℃ • 時間﹕ 15-25min
5.1 陽極氧化工作原理
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, 耐磨耗目的外,還可以利用Al2O3膜的多孔性,填充染料,達成著色的目的 1.陰極半反應 2H 2.陽極半反應 Al 2H2O 3O2+4Al Al2O3+6H+
• • • • • • 作用﹕ 除去鹼咬后工件表面氧化黑膜。 藥品﹕ HNO3 濃度﹕ 30%-40%(體積百分比) 溫度﹕ 室溫 時間﹕ 20-80秒 注意事項﹕1.此剝黑膜槽所除黑膜為含鎂﹐硅等的 化合物﹐反應所需時間較長。 2.此工站同時要剝淨鈦挂具表面之氧化 膜﹐使其導電良好。
四﹑化拋
抛光工艺也属于较传统的铝材前处理工艺，其目 的是增加型材的表面光泽。在所有的抛光工艺中，溶 解与氧化是其核心的反应机理。溶解成份(如磷酸)的 存在，在反应初始阶段，使型材表面的自然氧化膜被 迅速溶解，为氧化剂生成钝化膜铺平道路；强氧化剂 (如硝酸、过氧化物、过硫化物等)的存在，使铝材在 高温下形成一层非常亮的钝化表面。然而，抛光槽的 铝离子浓度有限，机械纹沟底与沟表面的反应速度差 不大，因此抛光槽的去机械纹能力较弱。
二﹑鹼咬
•作用﹕除去工件表面的自然氧化膜﹐粗化工 件表面﹐ 消除工件表面輕微缺陷﹐徹底清除油 污。 •藥品﹕NaOH(又叫燒鹼﹐火鹼) 40-65g/l AL3+濃度 3-50g/l •溫度: 56-60℃ •時間: 260-340秒
碱咬機理
按照粘性理论，铝材在碱溶液中的反应速度与 铝离子浓度成反比，即铝离子浓度高，反应速度慢。 由于机械纹沟底处反应生成的铝离子比沟表面的铝离 子扩散速度慢，故沟底铝离子浓度高于沟表面铝离子 浓度。因而，沟表面反应速度快于沟底的反应速度， 从而实现了除去机械纹的目的。 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。
5.2 陽極氧化成膜機理
Al2O3.H2O
多孔層
A
B C
阻擋層 鋁基件
5.2 陽極氧化成膜機理
氧ຫໍສະໝຸດ Baidu膜
注意事項﹕
1.硫酸為強酸﹐有較強腐蝕性﹐操作 時需戴好防護用具。 2.溫度對生成氧化膜的質量很關鍵﹐ 需保証及時檢測。 3.合格的氧化膜為光亮﹐透明﹐結晶 致密﹐不合格的氧化膜會發黃﹐無光澤﹐ 結晶疏松。
八﹑烘乾
• • • • 作用﹕ 烘乾工件表面的水份。 溫度﹕ 60-100 ℃ 時間﹕ 5-20min 注意事項﹕ 1.注意風機是否開啟﹐風力是否合適。 2.注意溫度是否達到設定的溫度。 3.注意工件上的水分是否已完全蒸發。
六﹑染色介紹
氧化膜是无色透明的，利用封 孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸 附沉积一些染料，可使型材外表显现 本色（银白色）以外的许多颜色，如： 黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。
七﹑封孔
• 作用﹕ 1.提高耐蝕性 2.提高抗污染能力。 3.固定染料。 • 藥品﹕R500 (5-10g/l) • 溫度﹕85-95 ℃ • 時間﹕9-11分鐘 • PH值﹕5-6
+
+2e-
H2(氫氣)
Al 3++3eO2+4H+4e2Al2O3 2Al 3++3H2O
(α) (β) (γ) …… Al2O3 膜生成 (δ) …… Al2O3 膜溶解
(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, 都不再有多大變化
脫脂的原理
化学除油的原理是利用碱溶液对油脂的皂化作用除 去可皂化性油脂，利用表面活性剂的乳化作用除去非 皂化性油脂。 可皂化性油脂可与碱发生皂化反应，生成可溶性的 肥皂和甘油，皂化反应方程式是： (C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa +C3H5（OH）3 非皂化性油脂主要是利用乳化作用将其去掉。工件 进入除油液后，由于机械震动，表面的油膜破裂，而 变成不连续的小油滴；溶液中乳化剂使油、固界面上 的表面张力降低，结果油滴进入溶液；乳化剂的疏水 基團和亲水基團将进入溶液中的小油滴包围起来，使 油滴不能重新聚集沾污工件。这样就将油除去了。
注意事項﹕
1.溶液中含有NaOH﹐有強烈的腐蝕性﹐操作 時需戴好防護用具。 2.鹼咬效果和槽液中的AL3+含量有關﹐含一 定AL3+時﹐對工件有一定緩蝕作用﹐反應 溫和﹐無AL3+時﹐反應較劇烈。 3.鹼咬時間長短﹐對工件光澤影響較大。 4.鹼咬后應立即進水洗槽清洗﹐空氣中不可 停留時間過長。
三﹑剝黑膜
陽極制程介紹
經過陽極處理后的產品
陽極后上蓋與中隔板
最終成品
陽極線圖片1
陽極線圖片2
陽極氧化概念﹕
陽極氧化﹕在電解液中﹐當鋁作為陽極﹐通 以直流電作用下﹐鋁表面發生電化學作用而 使其表面生成一層致密的氧化膜的工藝叫陽 極氧化。 電解液﹕酸性(硫酸)﹐鹼性(氫氧化鈉系)﹐ 非水性(熔融電解液)