阳极处理工艺流程讲义 PPT课件

19 04 2020 1 鋁及其合金陽極處理技術介紹 19 04 2020 2 內容 一 概述二 陽極處理工藝流程三 陽極顏色管控四 生產操作注意事項五 不良品分析六 結束語 19 04 2020 3 1 什么叫做陽極氧化 將鋁合金制件在硫酸 鉻酸 磷酸 草酸等電解液中 作陽極進行電解處理 由水的電解產生初生態的氧具有很強的氧化能力 它與陽極鋁作用生成氧化物 并形成氧化物膜層 2 陽極氧化作用 通過陽極氧化處理 可以在鋁合金表面形成一層氧化物膜 具有如下作用 a 提高硬度 b 防腐蝕 c 裝飾作用 一 概述 19 04 2020 4 3 陽極處理適合何種材料 a 鋁合金 b 鎂合金 c 鈦合金 4 鋁合金為什么要進行陽極處理 a 氧化膜薄 抗蝕性差 b 硬度低 耐磨性差 c 不能染色 19 04 2020 5 5 陽極處理在工業上有哪些應用 徑陽極氧化處理后的鋁材用途廣泛 可用于航空航天 機械 電子 建筑等工業領域 主要起到如下功能 A防護性氧化膜B防護 裝飾性氧化膜C功能性氧化膜 a 硬質氧化膜 b 自潤滑氧化膜 c 絕緣性氧化膜 d 磁性氧化膜 e 光吸收氧化膜 f 催化膜 19 04 2020 6 6 經陽極處理的鋁合金產品有哪些 飾物 門窗建筑 美容品 3c產品 交通 化妝品 19 04 2020 7 陽極氧化 蝕刻LOGO 雙色陽極氧化 多色陽極氧化 化學蝕刻 陽極氧化 19 04 2020 8 19 04 2020 9 二 陽極處理流程 脫脂 陽極氧化 染色 封孔 烘乾 化學拋光 中和 剝黑膜 19 04 2020 10 目的 除去沖壓 拋光等工段殘余的油脂與蠟澤主反應 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 3NaOH3C17H15COONa 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蠟性質 弱碱溫度 50 55攝氏度時間 4 8分鍾設備 超間波清洗化學藥品 R100註意事項 1 溫度2 濃度3 超音波頻率 脫脂 19 04 2020 11 脱脂剂主成分 乳狀清潔劑 石臘 三羟基三乙胺 油酸 松油浸泡清潔劑 磷酸三钠 硅酸钠 六甲磷酸钠 碳酸钠中級清潔劑 碳酸钠 硅酸钠 多磷酸钠重級清潔劑 苛性钠 磷酸三钠 硅酸钠酸性清潔劑 硫酸 磷酸蒸氣清潔劑 三氯乙烯 四氯乙烯 19 04 2020 12 鹼咬 目的 1 除去工件表面原有之Al2O3不導電層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 影響外觀主反應 先進行 Al2O3 OH NaAlO2 其它后進行 Al NaOHNaAlO2 H2 其它性質 強碱溫度 50 60攝氏度化學藥品 R200主要成份 Na0H時間 20秒 10分鍾註意事項 1 溫度2 濃度 19 04 2020 13 剝黑膜 目的 去除工件表面偏鋁酸鈉及混合金属杂质主反應 M HNO3M NO3 X NO H2OAlO2 H Al3 H2O药水组成 1 主成份 HNO32 添加劑 六次甲基四胺金属盐性質 強酸溫度 室溫化學藥品 HNO3時間 5 60秒注意事項 1 不要碰到此藥水以免損壞皮膚2 加藥時要配戴防護用具 19 04 2020 14 預浸 目的 防止水份進入化學拋光槽性質 中強酸溫度 室溫化學藥品 磷酸時間 5 10秒注意事項 盡量把工件上面的水份甩幹再入預浸槽 19 04 2020 15 化學拋光 目的 1 除去工件表面原有之Al2O3不導電層2 調節工件表面的亮啞度主反應 2Al 6H 2Al3 3H2Al2O3 6H 2Al3 3H2O藥水組成1 主成份 H3PO4 HNO3H3PO4 H2SO4H3PO4 H2SO4 HNO32 添加劑 硝酸銅硫酸銅硼酸酒石酸苯磺酸鹽 19 04 2020 16 分類硝酸化拋 性質 強酸溫度 100 110攝氏度化學藥品 HNO3H3PO4BRI 20時間 5 60秒硫酸化拋 性質 強酸溫度 100 110攝氏度化學藥品 H2SO4H3PO4時間 5 60秒 19 04 2020 17 硝酸 硫酸 磷酸化拋 性質 混合酸溫度 100 110攝氏度化學藥品 HNO3H2SO4H3PO4BRI 20時間 5 60秒註意事項 1 溫度2 加藥頻率 19 04 2020 18 中和 目的 去除工件表面磷酸鹽及少量不溶性杂质主反應 xSi 4MFxxSiF4 4Mx AlPO4 3H Al3 H3PO4药水组成 1 主成份 HNO32 添加劑 六次甲基四胺金属盐性質 強酸溫度 室溫化學藥品 HNO3時間 5 60秒注意事項 1 不要碰到此藥水以免損壞皮膚2 加藥時要配戴防護用具 19 04 2020 19 無機酸酸性電解質有機酸混合酸氫氧化鈉系磷酸鈉系鹼性電解液磷酸二氫鈉系氫氧化銨系非水電解液 陽極氧化 硫酸系鉻酸系磷酸系 溶融電解液硼酸甲酸胺系 草酸系磺基水揚酸等 19 04 2020 20 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1 陰極半反應2H 2e H2 氫氣 2 陽極半反應Al 3eAl3 1 H2OO2 2H 2 3O2 2Al3 Al2O3 3 Al2O3膜生成2Al 6H 2Al3 3H2Al2O3 6H 2Al3 3H2O 5 Al2O3膜溶解 3 4 是互相競爭的反應 但當 3 4 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 8 19 04 2020 21 鋁陽極氧化膜的生成 A区膜層生長B区陰擋層形成C区膜層穩定生成 直到溶解與生長速率達到平衡 時間 s 鋁陽極氧化膜生成過程示意圖 19 04 2020 22 性質 強酸溫度 20 22攝氏度時間 35 65分鍾化學藥品 H2SO4注意事項 1 溫度2 時間3 濃度4 電壓5 電流6 陽極氧化時工件置放于陽極 19 04 2020 23 阳极参数对氧化膜性能的影响 19 04 2020 24 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 染色前處理 有机酸 19 04 2020 25 染色前處理 无机酸 常用酸 H2SO4HNO3优点1 使氧化膜孔隙率增加 提高吸附力2 溶解膜与大气水分反应生成的水合物缺点氧化膜质量下降 19 04 2020 26 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 19 04 2020 27 染色过程 第一阶段 溶液中迁移第二阶段 膜外表面吸附第三阶段 孔内扩散 染料与染色 19 04 2020 28 磺酸盐染料的染色机理 含硫酸基酸性染料的染色反应 A 共价键B 单个分子离子交换C 胶团离子交换 19 04 2020 29 804 706染料結構圖 19 04 2020 30 濃度控制 比色法 UV法 HPLC法 19 04 2020 31 染色問題點 一 槽液濃度濃度變化大消耗速率不同二 槽液老化帶入雜質多染色分子的降解 注意事項 1 溫度2 時間3 濃度4 搖擺5 ph值 19 04 2020 32 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 封孔 19 04 2020 33 3 1 精密儀器分析 產品品質的保証 三 陽極顏色管控 19 04 2020 34 3 2顏色問題點及改善 19 04 2020 35 3 3嚴格制程管理 外觀界制程條件整理 19 04 2020 36 3 4 掌握染料特性 1 化學元素特性 有機 無機及重金屬絡合物2 特殊應用 適合何種材料表面3 耐光值 遵照ISO標準在光源下曝露100小時的試樣 用ISO的八級藍標尺作肉眼檢查1 低2 中度5 好6 很好7 優8 傑出4 染色條件 pH值 溫度 時間5 拼色 與其它染料的兼容性6 封閉條件 鹽類封孔 沸水封孔7 染色液中雜質離子的敏感度 19 04 2020 37 3 5 設備周邊配合 19 04 2020 38 A 陽極氧化膜的質量B 染料的種類 濃度及處理條件 如溫度 C 儀器管控 a 光澤度 b 色差儀 c 色差比較法 3 6 陽極顏色管控對策 19 04 2020 39 1 陽極處理生產現場 四 操作注意事項 19 04 2020 40 2 上下料操作注意事項a 防刮傷產品b 防產品靠攏c 防導電不良d 戴手套 防刮傷手e 選鈦合金掛具f 防產品之間相互刮傷3 機臺操作注意事項a 嚴格遵守SOP操作b 化拋 中和后測光澤c 陽極后水洗干凈d 染色后色差測試e 封孔時間 19 04 2020 41 1 產品規格要求 移動通訊產品對陽極氧化工藝的要求 a 極佳的防護性與裝飾性b 耐磨性 有較高硬度c 色澤均一 膜層透明d 外觀不允許有缺陷 五 不良品分析 19 04 2020 42 2 不良項目及改善對策 19 04 2020 43 3 染色技术鱼骨图 陽極氧化 浸蝕 酸污染 水洗 混入不純物 鋁材質 脫脂 材質選擇適否 素材腐蝕 自然氧化膜生成 材質不均一 除粉垢不足 浴老化 處理條件不適 浴老化 光澤不均 處理條件不適 時間 化學研磨 浴組成不良 濃度 溫度 鹼性 燒焦 老化 處理條件不適 高溫 不純物侵入 電解后長時間放置 溶存鋁蓄積 腊厚不足 處理條件不適 浴老化 長時間放置 水洗不足 老化 便用