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【工艺知识_05】金属阳极氧化工艺介绍

手机结构设计联盟  · 公众号  ·  · 2024-10-16 08:27

主要观点总结

本文主要介绍了铝阳极氧化的工艺流程及主要问题点,包括铝和铝阳极氧化的性质、阳极氧化前的处理工艺、阳极氧化的具体流程以及常见问题和解决方法。

关键观点总结

关键观点1: 铝阳极氧化的工艺流程

包括脱脂和除油、碱腐蚀、中和、电解抛光、化学抛光、染色和封孔等步骤。

关键观点2: 阳极氧化前处理的重要性

通过一系列预处理步骤,如脱脂、碱腐蚀、中和等,去除铝件表面的污渍、自然氧化膜等,为后续的阳极氧化处理做准备。

关键观点3: 阳极氧化的主要方式

包括硫酸阳极氧化、硬质阳极氧化和瓷质阳极氧化等。硫酸阳极氧化是最常用的方法。

关键观点4: 染色和封孔的作用

染色是将染料吸附在氧化膜的孔隙内,使铝件表面呈现出特定的颜色;封孔则是使已染上的颜色不易褪去,保持铝件表面的美观和耐用性。

关键观点5: 铝阳极氧化中的常见问题

包括颜色不均匀、膜层厚度不够、膜层脱落等问题,以及相应的解决方法。


正文


导读

最近两年都比较流行金属,市面上流行的机器多少都会有大块金属,高端机更是用铝合金全金属CNC+纳米注塑,而金属的表面处理工艺常用的也就是阳极氧化了,今天就介绍一下阳极氧化的工艺流程和主要问题点;


1
铝阳极氧化工艺流程及工艺说明


1.1 阳极氧化大致流程

阳极氧化大致流程如下:


1.2 铝和铝阳极氧化


A、铝的化学性质活泼,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5μm的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水。

B、铝是两性的,既易溶于强碱,也能溶于稀酸。

C、将铝及其合金置于适当的电解液中作为阳极进行通电处理,此处理过程称为阳极氧化。

D、经过阳极氧化,铝表面能生成厚度为几个至几百个微米的多孔蜂窝状的氧化膜。


2
阳极氧化前处理


2.1 脱脂和除油

使铝件表面上的油膜附着力降低甚至离开表面,使得下一步碱蚀中表面油污能轻易去除,均匀碱蚀。

脱脂剂成分:酸性脱脂剂2%-3%,槽液主成分为硫酸(H2S04)或磷酸(H2P04)

槽液温度:室温

脱脂时间:3~5min。


2.2碱腐蚀

与铝件反应,去除表面污物,除掉自然氧化膜的过程,目的是活化表面,也有去除挤压条纹,获得不同反光性表面的作用。

碱蚀槽液:氢氧化钠(Na0h)溶液,浓度40~60g/L

槽液温度:40~80℃

碱蚀时间:3~10s


2.3 中和1

去除碱蚀后表面的污渍挂灰,以获得比较洁净的表面。同时也可以中和残留的碱性溶液与铝件表面化学反应的作用。

槽液成分:硝酸(HNO3)溶液,浓度120~150g/L

槽液温度:室温

中和时间:5~15s


2.4 电解抛光

利用电流的作用,使铝合金发生电化学反应,在铝合金表面凹凸不平的部分发生不同程度的深解,使铝件表面产生光滑的镜面效果。电解抛光的铝件,经过后续的阳极氧化处理仍能保持大部分光泽。高纯铝片(99.99%)经过电解抛光,可以得到反射率接近100%的镜面效果。铝片的纯度越高得到的反射率越高。

抛光液成分:磷酸-铬酸型,磷酸-硫酸,铬酸型,磷酸-硫酸-甘油型

槽液温度:室温至90℃,

通电电流密度:10~20A/dm2

抛光时间:10~30s


2.5化学抛光

通过铝与化学抛光液发生的化学离子反应,在铝合金表面凹凸不平的部分发生不同程度的深解,在铝件表面产生光泽度效果。

抛光槽液成分:磷酸75%(体积分数),硝酸15%(体积分数),硫酸10%(体积分数)

槽液温度:90~110℃

抛光时间:5~15s


2.6 中和2

去除在酸性溶液抛光后表面的污渍挂灰,以获得比较洁净的表面。同时也可以中和残留的酸性溶液与铝件表面化学反应的作用。

槽液成分:金属盐溶液(硫酸铜CuSO4),浓度100~150g/L

槽液温度:室温

中和时间:5~20s


3







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