表面处理阳极工艺介绍

1、Ojanus 劲胜.东莞劲胜精密组件股份有限心司DongGuan JANUS Precision Components Company LimitedMPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department1 阳极简介及工艺流程。J一 丿乙主要工艺参数。3品质要求。4阳极设备及挂具。J、5工艺问题分析。0IANUS劲隍MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department阳极氧化简7FMPCT(Metal Plastic Corinection Technology) DepartmentMP

2、CT(Metal Plastic Corinection Technology) Department1阳极氧化：铝及其合金等工件做阳极，铅或石墨等耐 腐蚀导电材料做阴极，在一定浓度（如硫酸、草酸、 锯酸等）的导电溶液中，通过外加电压、电流作用， 使其表面生成一层一定厚度（8T2um）,具有良好的力 学性能、硬度、耐腐蚀、耐磨性、绝缘性、吸附性等 特性的氧化铝膜。阳极线工艺流程1.通过脱脂、化抛、剥黑膜等处理，去除其表面的油 污、脏物、氧化皮、重金属杂质等，使铝基体裸露出 来，为阳极氧化创造良好的环境。脱脂预浸剥黑膜剥膜黑退遮蔽MPCT(Metal Plastic Corinection Te

3、chnology) Department脱脂（也稀除M1 为什么进行脱脂处理？在机械冷加工过程中使用的切削油，冷却液，磨削用的油膏等附着在 工件表面，造成阳极氧化槽液的污染，也造成氧化膜成长不均，疏松, 质量大大下降。同时会影响后面的染色不均，染不上色等等问题。2 脏污来源分析？加工类型加工方式粘附的污垢切削加工金属屑、粉粒（尘）、润滑冷却液粗磨磨料粉尘、磨屑、润滑冷却液机械冷加精磨、研磨、抛光磨料粉尘、油膏工冷轧加工氧化皮、粉尘、润滑油冷压加工（拔丝、拉 伸、冲压）油脂MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department操作条件：1脱脂槽

4、液浓度55±5g/Lo2. 温度：55±5 °Co3. 时间：1.5±0. 5mino4. 药品R105：硼砂（Na2B2O4.<25%）、焦磷酸钠（Na3PO*. <45%） o（注：硼砂、焦磷酸钠既是 晋鋼滤躱I翹:）步骤：1.脱脂。（时间3min）2 水洗。（时间30±5s）3 水洗。（时间30±5s）（注意：脱脂后要用水将工 件表而清洗干净，否则残 留的油污会影响阳极氧化 膜的质量。）脱脂原理 1 皂化作用：皂化反应是皂化油与除油液中的 碱性物质发生化学反应而生成肥皂和甘油的过 程。（RCOO）3C3H5+3NaO

5、H3RCOONa+C3H5（OH）3若R=17,即为硬脂酸钠（肥皂），硕脂酸钠能溶 于水，是一种表面活性剂，对油脂溶解起促进 作甬。 2.乳化作用：矿物油或其他不可皂化油是不能 用碱皂化的，但它们在表面活性剂的作用下能 被乳化而形成乳浊液而除去。乳化是使两种互 不相溶液体中的一种呈极细小的液滴分散在另 一种液体中形成乳浊液的过程3易溶原理：油污易融进有机溶剂里达到除油 效果。MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department脱脂处理有机溶剂除油水基乳化清洗剂除油电化学除油重点分析水机乳化清洗剂除油:孔祀是使画种互耒相像液俸彳的一种呈极 彻

6、小的液滴今微在另一种液俸屮形咸孔浊液的过程水基乳化剂是一种混合物。包含：表面活性剂、助洗剂、缓蚀剂。 2 表面活性剂 (1)阴离子表面活性剂：在水中电离出带负电的活性基团。常见有(辿、酸钠C17H33COONa十二烷基磺酸C12H25SO3Na十二烷基本磺酸钠 C12H25-OS03Na) (2)阳离子表面活性剂：钱盐、季钱盐，去污较差，但杀菌强，高效抗静电剂。 (3)两性表面活性剂。 (4非离子型表面活性剂：不电离、稳定性好，在金属表面不吸附，容易清洗， 残留液少，水洗性好，最理想的金属工件清洗剂。祀抛操作条件：1. 槽比重1.68-1.74 （磷酸浓度85 %） o2. 温度：82

7、7;5 °Co3. 时间：50-1 OOSo4. 化抛后光泽管控：5570o步骤：1. 预浸。（处理时间10s,常温，槽液为旧的化拋槽液）2. 磷酸化抛。（注意控制温度82±5 °C ）3. 热水洗。（时间15±5s）4. 水洗。（时间30±5s）5. 水洗。（时间30±5s）化抛原理： AL2O3+2H3PO4=2ALPO4+3H2O 2AL+2H3PO4=2ALPO4+3H2作用：用磷酸进一步去除铝及 其合金表面的污物，并将铝合 金表面自然氧化膜去掉，使铝 基体裸露出来，方便后来的阳 极氧化。同时，化抛还有整平 的作用，可以使喷砂

8、过来的工 件表面进一步整平，是表面纹 理更好。化抛又名化学抛光，通过化学处理，出去产品表面的杂质、自 然氧化膜、脏污，同时可以使一定粗糙度的表面变得更加光滑 平整，获得一定的光泽度。机械抛光包括磨光、抛光、镜面抛光以及滚光、刷光等机械操作。电化学抛光又称电解抛光，是一种常用的获得光亮平整的方法, 尤其适合铝合金零部件的镜面抛光。表62磷酸和硝酸为基的化学抛光溶液的成分和工艺参数项目I磷酸硫酸硝酸D磷酸硫酸硝酸HI磷酸硝酸乙酸IV磷酸硝酸磷酸（p约为1.71kg/L）约75%78%70% -80%73% 83%硫酸（p约为1. 84kg/L）约15%15%硝酸（p约为1.41切L）约10%6%2

9、% 5%2% 5%冰醋酸12% 15%硼酸0.5%硝酸铜0.5%0.05% 1%水14% -23%操作温度/*95 110110-120>100约90时间/min约1>1约2>1MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department操作条件：1.HN03浓度(体积比 25%-35%) o注：硝酸浓度在80%下, 不和铝发生反应。2时间：60s3温度：常温步骤：1剥黑膜(lmin) o2水洗(30±5S)3水洗(30±5S)4光泽抽测(光泽度管控55-70)r=i1作用原理在磷酸化抛后，会使工件表面残留一层

10、黑 灰色的膜(铜、镰、猛、铁、硅等不溶于 磷酸的金属)之后用硝酸处理：3A+8HNO3=3A(NO3)2+2NO+4H2O(A代表铜、银、猛)加入辂酸处理。Cr2O + NO+6H+ = 2NO + 3H2O+ 2C&除去反应过程中产生的NO气体。工艺：1 硝酸(200350mL/L)、銘酉干(5 15g/L) l-3min 2.硝酸(300mL/L)、氢氟酸 (100mL/L) 5-15s3.gf(100mL/L)> 硫酸 (10mL/L) lminMPCT(Metal Plastic Corinection Technology) DepartmentMPCT(Metal P

11、lastic Corinection Technology) Department操作条件:1 退遮蔽清洗剂:S02(脱漆剂)。2温度：80±2°Co3 时间：17.5±2.5mino4.PH 值：1-3 o5 超音波开启。步骤：1去遮蔽(175±25min)。2热水洗(15±5S,温度 70±5 °C) o3水洗(30+5S)。4水洗(30+5S)。作用去除logo, iphone上面覆盖的油 墨层，方便后面的阳极氧化。使用药品：S02除油除蜡剂，成 分：三乙醇胺(调整PH值)、 乙二醇单丁瞇、醋酸、柠檬酸 (10%)注意

12、：去遮蔽后要先用热水清洗, (1)脱脂未脱干净，工件表面仍有油污，会造成阳 极氧化时氧化膜酥松，质量下降，致使后面染不上色 或造成大块白斑。 (2)脱脂后水洗不足，工件上有残留液，也会造成 氧化膜质量下降，染不上色，块状白斑出现。 (3)化抛后光泽度无法达到管控要求，原因：化抛 槽液的浓度太低或者槽液已经变质。(更换槽液)(4)剥黑膜后水洗一定要将残留的酸液清洗干净， 否则残留的NO3-会污染阳极槽液，使氧化膜变得疏松。MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) DepartmentMPCT(Metal Plastic Corinection Tech

13、nology) Department操作条件：(一阳)1. 硫酸(H2SO4)浓度:200±5g/L2温度：19±1°C3.时间：30min4 电压：15V5.电流密度：lA/dm2步骤：1 氧化前水洗。2. 阳极氧化(30min) o3水洗(30±5S)4水洗(30±5S)5水洗(30±5S)阳极氧化原理铝及其合金在相应帖解液和特定的工艺条件下，由于 外加电流的作用下，生铝制品(阳极丿上形成一层氧化膜的 过程,阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极 氧化。诵中.1 水电解：H.OHOH-2. 阴极：H+2eH2r3. 阳极：0H

14、 - 2e + H+2AL+ 3O t 4 厶 q注意：这个反应很快，在通电几秒钟就可以生成一层很 薄无孔、致密的、附着力很强且具有高绝缘性的氧 化膜(膜厚约O.Ol-O.lum),持续通电，膜层不断 增厚。这一过应伴随着膜的溶解，使铝表面形成大量的小孔：AI2O3 + 3H2SO4 T AI2(SO4)3 + 3H2O阳极氧化膜的生长过程铝及铝合金在阳极氧化过程中，氧化膜的电化学生成和化学溶解是同时发生的，(1) 开始阶段，膜的生成速率溶解速率，膜层不断变厚；(2)慢慢的，由于生成的氧化膜具有绝缘性，电阻增大，电流密度减小，膜的生成速率减慢，当生成速率二溶解速率 分析致密的无空层A区、多孔层

15、C区的形成:氧化膜槪长魏幽电流密度一定，电压随时间的关系MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) DepartmentMPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department_ 一 £ 一 一 - .一图二中A区：在通电后几秒中，就会在铝表面生成一层致密新鲜的酸溶液无孔的氧化膜，也称之为阻挡层；特点：坚硬，牢固图二中B区膜孔的出现 阳极电压达到最大值后开始有所下 降，这时由于阻挡层膨胀而变得凹凸不平，凹处电阻较小而 电流较大，在电场作用下发生电化学溶解，以及溶液侵蚀的 化学溶解，凹处不断加深

16、而出现孔穴，这时电阻减小而电压 下降。图亍中电渗现象来解释（图流，使富A2+液体只能沿孔壁向外流动，而新鲜溶液又从中心向底部补充，使孔内液体不断更新，结果孔底继续溶解而加深。沿孔壁向外流动的高A卩+液体对膜已失去溶解麴評此随氧化时间的延续，使孔不断加深，逐渐形成MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department嚟豁SS飜鍔附性阳极后可染成各种颜色获电解液硫酸15% （质量分数）iopc草酸25°C锯酸50°C电压/V15203020406020406020孔隙数10MVcm277251827735711658228 8

17、142188磷酸25°C60424072注：咄结论（丄）.与冥它 皿遺能凡®矗也劣，“亠一,：2）当条件一MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department阳极后处理通过染色，封孔等工艺，获得良好的外观及质量。翹ANUS32I腔MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department翹ANUS32I腔MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department烘干翹ANUS32I腔MPCT(Metal Plastic Cor

18、inection Technology) Department操作条件药品：R400浓度50±5g/L 温度：25±2°CPH 值：1.8-3R400成份（氨基磺酸50%、 烟酸20%、醋酸钠25%、 碳酸氢钠5%）Bi1 超音波染色处理（5min）。2水洗（30s） o3重复（一阳重复12两次, 二阳重复一次）。4水洗（30s） o1 为什么要进行染色前处理？AI2O3膜生成后，並不宜立刻染色，因AI2O3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AI2O3 染料結合。2染色前

19、处理原理杀色规處理原理圖表面活性物質nLrtlFJFijnLinLjnjrmjrLjnjnjr氧化月莫属操作条件1温度 40±2°C2.PH 值525.53 染料浓度BK420 : BK411 = 1 : 1(g/L)4.PH稳定剂5ml/L 步骤1染色120-360so2 水洗30s。3 检查色差。4 水洗30s。5 水洗30s。染色工艺分析1 严格控制PH值5.2-5.S,过酸过碱都可能使染料变性。2 染色槽温度因保持稳定。3注意及时补充染料，保证浓度。4染色应该在阳极后立即进行，不能间隔 太久。在氧化后，要仔细用冷水（避免 温度升高，膜自动封孔）清洗掉残留酸 液。5染

20、色前不得用手接触工件，任何油污， 液体吸附在氧化膜上都会影响染色的质 量。翹ANUS32I腔MPCT(Metal Plastic Corinection Technology) Department操作条件1.药品：R500浓度7 12g/L2温度：95±5°C 3PH直：5-64 圭寸孔时间25min步骤1圭寸孔(25min)2 水洗30s3水洗30s (抽检色差)4 超音波热水洗 (60±10°C, 2min)封孔原理 1高温沸水封孔，氧化铝结合水分子形成 水合物，形成晶体； >80°C,生成AL2O3H2O; AI2O3十H2O T 2AIOOH TAI2O3H2O <80°C,生成 AL2O3-3H2O AI2O3±3H2O 2AIOOH十2H2O T AI2O3 -3H2O水合物体积膨胀，增加33%或100%,从 而使膜孔封闭。2醋酸镰封孔剂的填充，在80-100°C的 沸水中，(CH3COO)2Ni发生水解，生成氢 氧化牒Ni(OH