阳极氧化表面处理工艺介绍

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)
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).
阳极氧化表面处理工艺介绍
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
無機酸 酸性電解質 有機酸
硫酸系 鉻酸系 磷酸系 草酸系 磺基水揚酸等
鹼性電解液 非水電解液
•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 硬脂酸酯 鹼
3C17H15COONa+C3H5(OH)3
Al 3++3e-
O2+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
2>6鋁陽極氧化膜生成過程示意圖
1.氧 化 前 脫 脂 不 完 全
1.延 長 脫 脂 時 間 且 溫 度 采 用 上 限
2.工 件 粘 上 膠 類 物 質
2.以 貼 紙 防 止 膠 類 物 質 污 染 工 件 .
過拋 磨紋 划痕 麻點
白點
拋光 拋光 陽極 陽極
陽極
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
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 建材
化妝品
美容品
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
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.
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+2e-
H2(氫氧)
D-2.陽極半反應
Al
(α)
2H2O 3O2+4Al Al2O3膜生成 Al2O3+6H+ 溶解
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
不良項目 料紋 凹陷 焊點
變形
內部髒污
五 .陽極不良分析
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
機拋手拿工件正確,方向正確 上下料人員手法伏化
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
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
•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.
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.
Al2O3.H2O
多孔層
A
B
阻擋層
C
鋁基件
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
Байду номын сангаас
30
40
50
60
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 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.
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