铝阳极处理介绍

鋁陽極處理介紹By：Johnny_LinDate:Jan18’07內容大綱鋁及鋁合金的特性介紹陽極處理流程陽極處理之檢測儀器陽極處理之後加工鋁及鋁合金的基本特性鋁合金在現代工業上應用甚為廣泛，其主要原因為其具有以下特性:▲輕量性▲耐蝕性▲成形性▲強度性▲切削性▲表面處理性▲導電性▲易加工性▲無毒性▲無磁性▲熔接性▲導熱性▲無低溫脆性▲再生性▲反射性質輕鋁的比重為鋼鐵的三分之一，在運輸工具及自動化設備上扮演極重要角色。耐蝕性鋁在自然環境中，表面會自然形成薄層之氧化膜，可阻絕空氣中之氧避免進一步氧化，具有優良之耐蝕性。鋁表面如再經各種不同之處理，其耐蝕性更佳，可適用於較為惡劣之環境。成形性利用完全退火或局部退火可產生較為軟質之鋁合金，適用於各種成形加工及折彎、沖壓、深沖等加工。強度利用各種合金之添加和軋延、鍛壓及不同等級之熱處理製程，可生產之強度達HB25°-HB167°之各種鋁合金產品。導電性鋁的導電性為銅之60%，但重量僅為銅的三分之一，相同重量之鋁其導電度為銅之二倍，故以導電度計算，鋁的成本遠低於銅。導熱性鋁的熱傳導極佳，故在電器、電子散熱係統及家庭五金，熱交換器上被廣汎使用。無毒性鋁不具毒性，在食品容器及食品包裝材料如鋁罐、鋁箔包(利樂包)…..應用極多。環保性鋁之價格較一般鐵、鋼材高，但易於回收重熔使用，為目前最環保之金屬材料。表面處理鋁具有優良之表面處理性，包括陽極處理、塗覆、電鍍….尤其陽極處理可利用不同之化學染劑產生各種色彩及及高硬度之皮膜。常用物質的莫式硬度表鋁經陽極處理後，可大大提高硬度鋁合金編號及其特性用途編號材料特性之概要用途例1000純鋁成形性、表面處理性良好，在鋁合金中其耐蝕性最佳。散熱片、音錐2000鋁銅含有多量的Cu，耐蝕性不佳，但強度高。電線3000鋁錳強度比1100約高10~40%，成形性、溶接性、耐蝕性均良好。影印機滾筒、鋁罐4000鋁矽耐熱性、耐摩秏性良好，熱膨脹係數小。活塞、汽缸頭5000鋁鎂耐蝕性、溶接性及成形性良好，特別是疲勞強度高，耐海水性佳。船舶、車輛、建築相機本體、通信機器組件、腳踏車零件6000鋁鎂矽熱處理型之耐蝕性合金。用T6處理能有非常高的耐力值。車輛、建築、家電製品、裝飾品、3C產品、發電機外殼7000鋁鋅鎂鋁合金中具有最高強度的合金。航空器、滑雪杖、軍事用途鋁陽極處理原理少數金屬之表面遭氧化後，其氧化膜緻密具保護性，可防止氧化膜內之金屬繼續腐蝕，因此即利用陽極電流強迫其氧化，以人工方法增厚此保護膜。此項技術主要應用於鋁合金材料。當電解時，金屬與電解液之氧化作用生成氧化物(三氧化二鋁Al2O3陶瓷膜)，此氧化膜多孔，可以繼續於金屬內生長，但是由於氧化膜之電阻大，所施加之電壓、電流及陰陽極面積均需經過精確計算，方能使工件得到所需之膜厚及物性要求。鋁陽極處理流程鹼處理酸處理陽極氧化功能決定染色封孔色彩決定前處理鋁陽極細部流程說明工件→脫脂（有抑制劑之熱鹼洗液，60~70℃）→水洗→化學研磨（H3PO4＋HNO3溶液，88~110℃）→水洗→脫漬（25~35﹪HNO3，常溫）→水洗→陽極處理（15﹪H2SO4，21~25℃）→水洗→封孔（100℃H2O）→水洗→乾燥陽極氧化(Anodizing)陽極反應4OH-+4e2H2O+O24Al+3O22Al2O3陰極反應2H++2eH2處理工件Al稀H2SO4O2H2陽極處理後形成多孔性的氧化皮膜陽極處理皮膜成長示意圖Porousanodicoxides影響陽極氧化因素•時間•電流•電壓•溫度•合金•金屬離子濃度•水質•其他陽極處理的優點擁有良好的金屬質感及客戶所需之顏色。陽極後有相當好之耐磨性、抗熱性及耐腐蝕性。針對環境保護。剛性比塑件強(例如針對寬營幕的設計)。物體本身即可導電，只要以外加工即可完成導電區域。鋁在全球的含礦量高。鋁質本身相當輕盈。可以於工件上完成不同配合感覺(如：髮絲、鑽石切割…等)加工。影響染色因素(Dyeing)•陽極處理•離子干擾•鋁材•溫度•PH•水質•混合染料陽極處理皮膜是經由溶解與沉積形成管胞狀，因此處理之後的皮膜，自電解液取出後，充滿著孔隙，而且可能含有大量水份，必須再經封孔程序才能獲得較製密的皮膜。封孔的操作方式通常是在近沸騰的水中浸漬一段時間，陽極處理過程溶解沉積的皮膜是膠狀氫氧化鋁，尤其是管孔內及管口部位，其經過高溫處理後，會轉化成Boemite，成份是γ-Al2O3、H2O或γ-AlOOH，含有85﹪的Al2O3，經此轉換與再結晶之後，管胞即被完全填封，成一很緻密的皮膜層。封孔處理(Sealing)封孔示意圖-1封孔示意圖-2陽極處理之量測儀器色差機光澤機表面粗度儀膜厚機鹽霧測試機日光牢度機UV測試機色差機:光澤機:表面粗度儀:膜厚機:鹽霧試驗機:SugaXenonWeatherMeterX-75日光牢度機ISO2135:1984Anodizingofaluminiumanditsalloys--Acceleratedtestoflightfastnessofcolouredanodicoxidecoatingsusingartificiallight原理取藍色標準板6級放入試驗機中照射，待藍色標準板變色色差至灰標3級，記錄其能量，其能量定義為1cycle。將測試片置入試驗機中，照射1cycle能量，以灰標判定其變色色差，若同為灰標3級，則其日光牢度為6級。若變色未達灰標3級，則繼續照射2、4cycle，若變色色差為灰標3級，則日光牢度為7、8級。ASTMG53-93PracticeforOperatingLightandWaterExposureApparatus(Fluorescent,UV−CondensationType)forExposureofNon−metallicMaterials該方法是一种較嚴格的試驗方法。它在很短的曝曬時間内就會使着色陽極氧化膜發生顏色變化。這種方法尤其適用於建築業方面的着色陽極氧化膜的耐曬度試驗，因此適用於作生產檢驗。(QUV)UV測試機:陽極處理之後加工鑽石切削加工陽極+噴砂陽極+髮絲陽極+拋光陽極+蝕刻(字凸)雷雕印刷鑽石切削加工鑽石切削加工噴砂+陽極髮絲+陽極拋光+陽極蝕刻(字凸)+陽極雷雕印刷ThankYouQ&A