阳极氧化表面处理工艺介绍
表面硬质阳极氧化处理
表面硬质阳极氧化处理表面硬质阳极氧化处理是一种常见的表面处理技术，主要应用于金属材料的表面改性。
它通过在金属表面形成一层致密、均匀、具有较高硬度的氧化膜，从而增强金属材料的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性能，延长其使用寿命。
本文将从工艺原理、工艺流程和应用领域三个方面介绍表面硬质阳极氧化处理。
一、工艺原理表面硬质阳极氧化处理是利用金属材料在电解液中进行阳极氧化反应，从而在表面形成氧化膜的工艺。
在该工艺中，金属材料作为阳极，通电后与电解液中的氧气发生氧化反应，生成氧化物。
这些氧化物在金属表面逐渐形成一层致密、均匀的氧化膜，其主要成分为氧化铝。
二、工艺流程表面硬质阳极氧化处理的工艺流程一般包括预处理、电解液配置、阳极氧化、封孔和后处理等步骤。
1. 预处理：首先需要对金属材料进行预处理，包括去油污、除氧化皮、除尘等工序，以保证金属表面的洁净度。
2. 电解液配置：根据具体要求，选择适当的电解液。
常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
电解液的成分和浓度会直接影响到氧化膜的性能。
3. 阳极氧化：将金属材料作为阳极，放置在电解槽中，通电后开始进行阳极氧化反应。
通过控制电流密度、温度和电解时间等参数，可以控制氧化膜的厚度和硬度。
4. 封孔：氧化膜形成后，一般会进行封孔处理，以提高氧化膜的耐腐蚀性能。
封孔一般是在热水中进行，通过渗透热水，使氧化膜内部的孔隙充满水分，从而形成稳定的氧化膜。
5. 后处理：完成封孔后，需要对金属材料进行清洗和干燥等后处理工序，以去除残留的电解液和杂质，使得表面更加光滑、均匀。
三、应用领域表面硬质阳极氧化处理广泛应用于各个领域的金属材料表面改性。
以下是一些常见的应用领域：1. 汽车领域：汽车发动机零部件、底盘组件等金属材料经过表面硬质阳极氧化处理后，可以提高其耐磨性和耐腐蚀性，延长使用寿命。
2. 电子领域：电子产品中的金属外壳、散热器等部件经过表面硬质阳极氧化处理后，不仅具有良好的外观效果，还可以提高其导热性能和耐腐蚀性能。
阳极氧化表面处理工艺
阳极氧化表面处理工艺
阳极氧化是氧化表面处理技术中最古老、应用最广泛的一种工艺。
它利用无机电解质的溶液，采用电化学方法，使金属表面形成一层致密的氧化盖层，从而改善外观形貌、提高耐腐蚀性、降低表面摩擦系数、调整表面电学属性等，是金属表面处理领域的一种常用方法。
它广泛应用于汽车、机械、模具制造等行业的表面处理过程，其优点是在表面形成氧化膜，抗腐蚀性极佳；另外，阳极氧化处理可显著提高金属表面质量，表面光洁度，除去金属表面污染物等，极大地提高了金属表面的性能，具有很高的工程应用价值。
阳极氧化表面处理工艺介绍
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 硬脂酸酯 鹼
3C17H15COONa+C3H5(OH)3
變形
內部髒污
造成單位 原材料 沖壓 焊接
拋光
拋光
不良原因
改善對策
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.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
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:
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).
•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.
阳极氧化处理工艺
阳极氧化处理工艺引言阳极氧化（Anodic Oxidation）是一种常见的金属表面处理工艺，主要应用于铝和其合金的表面处理。
它通过在酸性电解液中通电的方式，使金属表面形成一层致密、均匀并具有一定硬度的氧化膜，提高金属材料表面的耐腐蚀性、硬度和装饰性。
本文将详细介绍阳极氧化处理工艺及其工艺流程。
工艺流程阳极氧化处理工艺主要包括以下几个步骤：1.表面清洗：将待处理的铝材表面进行清洗，去除表面的油污、灰尘及其他杂质，以确保处理后的氧化膜质量。
2.阳极化：将清洗后的铝材置于电解液中，通过通电的方式使其成为阳极，与电解液发生化学反应，形成氧化膜。
3.色彩处理（可选）：根据需求，能够对氧化膜进行着色处理，以增加金属表面的装饰性。
4.封闭处理：通过热水封闭或冷水封闭的方式，对氧化膜进行涂层封闭，提高其耐腐蚀性和硬度。
电解液的选择阳极氧化处理工艺的核心是选取合适的电解液。
电解液的化学成分和操作参数对于形成的氧化膜的性质和质量有着重要影响。
常用的电解液有硫酸、草酸和磷酸等。
1.硫酸电解液：常用于工业生产中，具有成本低、氧化速度快、成膜厚度均匀等特点。
但硫酸电解液对操作要求高，容易腐蚀设备和制造环境。
2.草酸电解液：具有氧化速度适中、成膜均匀、可着色性好等优势。
但草酸电解液的操作要求较为严格，需要控制好温度和草酸浓度等参数。
3.磷酸电解液：具有成本低、韧性好、耐腐蚀性强的特点，通常应用于航空航天等高要求的领域。
根据不同的实际需求，选取合适的电解液进行阳极氧化处理是十分重要的。
影响因素阳极氧化处理的质量和效果受到许多因素的影响。
以下是影响因素的一些常见例子：1.温度：电解液的温度对氧化速度和氧化膜的性质有很大影响。
一般来说，温度越高，氧化速度越快，但同时也可能导致膜层厚度不均匀。
2.电流密度：电流密度决定了电解液中的氧化产物的生成速率。
如果电流密度过高，可能会导致氧化膜过厚，加剧表面的缺陷。
3.电解液浓度：电解液浓度与氧化速度和氧化膜厚度密切相关。
阳极氧化工艺及配方
阳极氧化工艺及配方
Title: Anodizing Process and Formulation
正文:
阳极氧化是一种广泛应用于金属表面处理的工艺，主要用于铝合金、镁合金和钛等金属的加工。
通过阳极氧化，金属表面形成一层致密、均匀的氧化膜，提高了材料的耐腐蚀性和耐磨性，同时还能增强其表面硬度。
阳极氧化工艺不仅可以改善金属的表面质量，还能提供多种颜色选择，从而满足不同应用的需要。
阳极氧化的工艺主要包括以下步骤：清洗、酸溶解、电解、封孔和染色。
在清洗步骤中，需要将金属表面上的污垢、油脂等物质去除。
随后金属件会被浸泡在酸性溶液中，以去除金属表面的氧化物层。
然后，将金属件作为阳极，通过在电解槽中施加电流，在阳极和阴极之间形成氧化膜。
氧化膜的厚度可以通过改变电流密度和电解时间来控制。
在形成氧化膜后，需要通过封孔步骤增加其耐蚀性，以及染色步骤使其具有丰富的颜色。
阳极氧化的配方通常基于酸性溶液。
最常用的酸性溶液是硫酸，可在不同浓度和温度下使用。
其他常用的酸性溶液包括氧化铝、草酸和磷酸等。
此外，配方中还会添加少量的添加剂，如硫酸铜、二氧化锰等，以改善阳极氧化的效果。
总结而言，阳极氧化是一种重要的金属表面处理工艺，通过形成致密的氧化膜，提高金属的性能和外观。
掌握适当的工艺流程和配方，可以实现定制的氧化膜厚度和颜色，满足不同应用的需求。
阳极氧化技术的不断进步和创新将进一步推动其在各行业的应用。
有色阳极氧化
有色阳极氧化有色阳极氧化是一种常用的表面处理技术，主要应用于金属材料的防腐蚀和美观提升。
本文将从工艺流程、特点、应用领域等方面介绍有色阳极氧化的相关知识。
一、工艺流程有色阳极氧化的工艺流程主要包括前处理、阳极氧化、封孔处理和着色处理四个步骤。
1. 前处理：包括清洗和除油两个步骤。
清洗是为了去除金属表面的杂质和污垢，常用的清洗方法有碱洗、酸洗和电解清洗等。
除油是为了去除金属表面的油脂，常用的方法有碱洗和溶剂清洗。
2. 阳极氧化：将金属材料作为阳极，通过外加电流的作用，在电解液中形成氧化膜。
电解液的成分和工艺参数的调节可以使氧化膜呈现出不同的颜色和性能。
3. 封孔处理：在氧化膜形成后，需要对其进行封孔处理，以提高氧化膜的密封性和耐腐蚀性。
常用的封孔方法有热水封孔、镍封孔和镉封孔等。
4. 着色处理：通过对氧化膜进行着色处理，可以使其呈现出不同的颜色。
着色方法主要有电解着色、化学着色和有机染料着色等。
二、特点有色阳极氧化相比于无色阳极氧化有着更多的特点和优势。
1. 色彩丰富：通过调节工艺参数和着色处理，可以使氧化膜呈现出多种不同的颜色，如银白色、黑色、金色、蓝色等。
2. 耐腐蚀性强：阳极氧化形成的氧化膜具有较高的硬度和耐腐蚀性，能够有效地保护金属材料免受外界环境的侵蚀。
3. 表面美观：有色阳极氧化后的金属表面呈现出一种均匀、光滑且有质感的外观，提升了材料的美观性和档次感。
4. 环保性好：有色阳极氧化过程中不需要使用有毒有害的物质，对环境无污染，符合环保要求。
三、应用领域有色阳极氧化广泛应用于各个领域，包括建筑、电子、航空航天等。
1. 建筑领域：有色阳极氧化后的铝材常用于建筑幕墙、门窗、天花板等装饰材料，不仅美观耐用，而且具有良好的耐候性和抗腐蚀性。
2. 电子领域：有色阳极氧化可以提高电子元器件的外观质量和耐蚀性，常用于手机壳、电脑外壳等产品。
3. 航空航天领域：有色阳极氧化后的铝合金材料具有较高的强度和轻量化特性，被广泛应用于飞机、航天器等领域。
阳极氧化表面处理工艺介绍
阳极氧化表面处理工艺介绍1. 引言阳极氧化（Anodic Oxidation）是一种常用的表面处理工艺，常用于铝合金及其它金属制品的加工、防腐蚀和美观处理。
本文将介绍阳极氧化表面处理工艺的基本原理、工艺流程以及其在工业中的应用。
2. 基本原理阳极氧化是通过在电解液中对铝合金或其它金属制品进行电解的过程中，在阳极上形成氧化膜的一种表面处理工艺。
在工艺中，将铝制品作为阳极，将其浸于电解液中，然后通过电流施加在阳极上，使阳极发生氧化反应。
这个氧化反应主要是在阳极电解液界面上进行的。
当电流施加到阳极上时，阳极表面开始氧化并释放出氧气，同时阳极的金属离子也会游离出来进入电解液。
随着氧化反应的进行，氧化膜在阳极表面逐渐增长，并形成一个均匀、致密和有机械强度的氧化层。
3. 工艺流程阳极氧化工艺的流程通常包括以下几个步骤：3.1 表面准备在进行阳极氧化之前，需要对金属制品的表面进行准备处理。
主要包括清洗、脱脂、去除氧化层等步骤，以确保表面洁净并去除表面的污渍和脏物。
3.2 阳极氧化完成表面准备后，将金属制品作为阳极，浸入预先配制好的电解液中，并通过施加电流在阳极表面进行氧化反应。
在阳极氧化的过程中，需要控制电流密度、电解液的成分、温度等参数，以获得所需的氧化膜品质和厚度。
3.3 封孔处理在阳极氧化结束后，需要对氧化膜进行封孔处理。
封孔处理可以通过煮沸、浸泡或其他方法进行。
其目的是填充和封闭氧化膜中的微小孔洞，提高氧化膜的密封性和耐腐蚀性能。
3.4 表面处理最后，对已经完成阳极氧化和封孔处理的金属制品进行表面处理。
这包括清洗、抛光、喷涂等步骤，以提高制品的外观质量和耐久性。
4. 应用阳极氧化表面处理工艺被广泛应用于各个领域，包括汽车制造、航空航天、建筑、家具等。
以下是一些主要的应用领域：•汽车制造：阳极氧化后的铝合金制品可具有更高的耐磨性和耐腐蚀性能，被广泛用于汽车车身、发动机零部件等。
•航空航天：由于铝合金的轻量化特性，阳极氧化工艺在航空航天领域具有广泛应用。
阳极氧化常见的工艺
阳极氧化常见的工艺
阳极氧化是一种常见的表面处理工艺，广泛应用于铝、镁、钛等金属的表面处理。
下面是一些常见的阳极氧化工艺：
1. 硫酸阳极氧化：这是最常见的阳极氧化工艺之一，使用硫酸作为电解液。
在这个过程中，铝或铝合金的表面会形成一层致密的氧化膜，具有良好的耐腐蚀性和装饰性。
2. 草酸阳极氧化：草酸阳极氧化是一种特殊的阳极氧化工艺，使用草酸作为电解液。
这种工艺可以在铝或铝合金表面形成一层更厚、更致密的氧化膜，具有更好的耐腐蚀性和耐磨性。
3. 磷酸阳极氧化：磷酸阳极氧化是一种用于在铝或铝合金表面形成一层薄而均匀的氧化膜的工艺。
这种工艺通常用于需要高表面质量和耐腐蚀性的应用，例如航空航天和汽车制造。
4. 铬酸阳极氧化：铬酸阳极氧化是一种用于在铝或铝合金表面形成一层薄而均匀的氧化膜的工艺。
这种工艺通常用于需要高表面质量和装饰性的应用，例如建筑和家具制造。
5. 混合酸阳极氧化：混合酸阳极氧化是一种使用混合酸电解液的阳极氧化工艺。
这种工艺可以在铝或铝合金表面形成一层更厚、更致密的氧化膜，具有更好的耐腐蚀性和耐磨性。
这些是常见的阳极氧化工艺，每种工艺都有其独特的优点和适用范围。
选择适当的阳极氧化工艺取决于所需的表面质量、耐腐蚀性、耐磨性和装饰性等因素。
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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
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 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
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 孔隙填充過染料后,如不加以處 放置一段時間后,孔隙中的染料會逐漸 理,放置一段時間后 孔隙中的染料會逐漸 放置一段時間后 析出或變色,為避免此現 發生, 為避免此現象 析出或變色 為避免此現象發生 染色后必 須將Al 孔隙加以封閉,即為 封孔](seal). 即為[封孔 須將 2O3孔隙加以封閉 即為 封孔
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)
2>3鋁陽極氧化的機理(2) 2>3鋁陽極氧化的機理(2) 鋁陽極氧化的機理
• 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>5陽極氧化 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
化學拋光
鹼性腐蝕
剝黑膜
陽極氧化
烘乾
封孔
染色
染色前處理
2>2鋁陽極氧化的機理(1) 2>2鋁陽極氧化的機理(1) 鋁陽極氧化的機理
• 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.
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
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Al 孔隙的過程, 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, 上可分為有機與無機兩種,一般陽極用染料為有機性, 706,804兩種染料 例煤碳綠所需的706,804兩種染料,結構如下: 例煤碳綠所需的706,804兩種染料,結構如下:
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 .
3++3H O 2
氫氧) 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 2>6鋁陽極氧化膜生成過程示意圖
層 鋁基件
2>7鋁陽極氧化膜生成曲線 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 2O3 膜生成后,並不宜立刻染色 因為Al 並不宜立刻染色,因為 為無機物質,而染料為有機物質 兩者之間結合不 為無機物質 而染料為有機物質,兩者之間結合不 而染料為有機物質 易.所以必須於染色前在工件表面覆蓋一層兼具無 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 2O3染料結 有機物質化性的即“界面活性剂 以利Al 有機物質化性的即 以利 合.
1>2 陽極氧化工藝從電解液方面的分類
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 產品
二 .陽極處理制作流程及工作原理
2>1陽極制作流程 2>1陽極制作流程 脫脂
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 a.很好的防護性與裝飾性 b.耐磨性 耐磨性, b.耐磨性,有較高硬度 c.色澤均一,膜層透明 c.色澤均一, 色澤均一 d.外面面不允許的缺陷 d.外面面不允許的缺陷