表面处理-阳极氧化处理

1、目 录 一一. .阳极概述阳极概述 1111 移动通讯产品对阳极氧化工艺的要求移动通讯产品对阳极氧化工艺的要求 a.a.很好的防护性与装饰性很好的防护性与装饰性 b.b.耐磨性耐磨性, ,有较高硬度有较高硬度 c.c.色泽均一色泽均一, ,膜层透明膜层透明 d.d.外面面不允许的缺陷外面面不允许的缺陷 12 12 陽極氧化工藝從電解液方面的分類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 酸性電解質 有機酸 草酸系 磺基水揚酸等 混合酸 氫氧化鈉系 鹼性電解液 磷酸鈉系 磷酸二氫鈉系 氫氧化銨系 非水電解液 溶融電解液 硼酸甲酸胺系 13应应 用用 饰物饰物 化妆品 化妆品

2、美容品美容品 建材建材交通交通3c产品产品 二.阳极处理制作流程及工作原理 2121阳极制作流程阳极制作流程 脱脂 化学抛光碱性腐蚀 染色前处理 阳极氧化剥黑膜 染色 封孔 烘干 2222鋁陽極氧化的機理鋁陽極氧化的機理(1)(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. 氧化膜為雙層結構,內層為致密無孔的且少水的Al2O3 構成

3、 ,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. 2323铝阳极氧化的机理铝阳极氧化的机理(2)(2) 氧化膜的生长是增长和溶解这对矛盾动作中发生和 发展的,通电的瞬间,由于氧和铝的有很强的绝缘电 阻由于氧化铝体积比铝离子体积大发生膨胀,阴挡 层变得凹凸不平,这就造成电流分布不均匀,凹处电 阴较小而电流大,凸处相反,是电流密度高的凹处在 电场作用下发生氧化膜的电化学溶解,以及硫酸浸 蚀产生化学溶解,凹处加深渐变成孔穴,继而形成多 孔的氧化膜. 具有很多高孔隙率和吸附的氧膜,可吸

4、附染料,经过 封闭之后,便形成色彩较佳的装饰性膜层. 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 +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

5、面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作) 24 24 前處理前處理 D D. .阳极氧化:利用电化学原理,在铝工件表面生成一层Al2O3膜,除了抗腐蚀,磨耗目的外, 还可以利用Al2O3陶瓷材料的多孔性,填充染料,达成着色的目的 D-1D-1. .阴极半反应阴极半反应 2H+2e2H+2e- - H H2 2( (氢氧氢氧) ) D-2D-2. .阳极半反应阳极半反应 Al AlAl Al3+ 3+3e +3e- -()() 2H 2H2 2O OO O2 2+4H+4e+4H+4e- -()() 3O 3O2 2+4Al 2Al+4Al 2Al2 2O O3 3()() Al Al2 2

6、O O3 3膜生成膜生成 AlAl2 2O O3 3+6H+6H+ + 2Al 2Al3+ 3+3H +3H2 2O (O () Al Al2 2O O3 3膜溶膜溶 解解 (), ()是互相竞争的反应,但当() , ()的反应速率相等时,即表示 Al2O3膜的生成与消失速率相同,膜厚不再增长,即使延长氧化时间,都不再有变化 2525阳极氧化阳极氧化 AB C 鋁基件 阻擋層 多孔層 Al2O3. H2O 2626铝阳极氧化膜生成过程示意图铝阳极氧化膜生成过程示意图 20304050 4 8 20 22 60 24 时间/s 电压/V 2727铝阳极氧化膜生成曲线铝阳极氧化膜生成曲线 A.膜层

7、生长 B.阴挡层形成 C.膜层稳定生成, 直到溶解与生长速 率达到平衡 2828染色前处理染色前处理 Al2O3膜生成后膜生成后,并不宜立刻染色并不宜立刻染色,因为因为Al2O3 为无机物质为无机物质,而染料为有机物质而染料为有机物质,两者之间结合不两者之间结合不 易易.所以必须于染色前在工件表面覆盖一层兼具无所以必须于染色前在工件表面覆盖一层兼具无 /有机物质化性的即有机物质化性的即“界面活性剂界面活性剂,以利以利Al2O3染料结染料结 合合. 染 色 前 處 理 原 理 圖 氧 化 膜 層 表 面 活 性 物 質 2929染染 色色 即将染料分子填充至即将染料分子填充至AlAl2 2O O

8、3 3孔隙的过程孔隙的过程, ,染料大致染料大致 上可分为有机与无机两种上可分为有机与无机两种, ,一般阳极用染料为有机性一般阳极用染料为有机性, , 例煤碳绿所需的例煤碳绿所需的706,804706,804两种染料两种染料, ,结构如下结构如下: : 染 料 染色原理圖 氧化膜層 Al2O3孔隙填充过染料后孔隙填充过染料后,如不加以处如不加以处 理理,放置一段时间后放置一段时间后,孔隙中的染料会逐渐孔隙中的染料会逐渐 析出或变色析出或变色,为避免此现为避免此现象象发生发生,染色后必染色后必 须将须将Al2O3孔隙加以封闭孔隙加以封闭,即为即为封孔封孔(seal). 210210封封 孔孔 封

9、孔原理圖 氧化膜層 表面活性物質 三.阳极设备及挂具 阳极 生产线（槽体，天车，水电供排水系统） 整流器 冰水机 烘干设备 钛挂具 抽风装置 阳极生产线主线阳极生产线主线 阳极生产用的挂具阳极生产用的挂具 阳极氧化的有关设备阳极氧化的有关设备 四.阳极产品介绍 后盖产品后盖产品前盖产品前盖产品 五.阳极不良分析 不良項目造成單位 不良原因改善對策 1.提高機拋切削力 2.延長化拋時間 凹陷沖壓 衝壓前模具上有小顆粒硬物, 衝 壓時壓在工件上 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.衝壓後打磨手法不正確, 壓力 過大 1.衝壓後打磨手法正確,壓力適當 2.機拋時手法不正確2.機拋用手壓力部位,手法正確 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. 過拋拋光 機拋手法不正確, 治具保護不全, 自拋機調節位置不當 機拋手法應正確,修復治具,自拋機調節位置 適當 磨紋拋光 機拋手拿工件不正確,方向不正 確 機拋手拿工件正確,方向正確 划痕陽極 人為產生上下料人員手法伏化 1.化拋過腐蝕1.提高CPBRI-20濃度,硝酸濃度適當 2.氧化槽導電不良2.工件與掛