阳极氧化表面处理工艺介绍

目錄一．陽極概述二.陽極處理制作流程及原理三.陽極設備及挂具四.陽極產品介紹五.陽極不良分析一.陽極概述11移動通訊產品對陽極氧化工藝的要求a.很好的防護性與裝飾性b.耐磨性,有較高硬度c.色澤均一,膜層透明d.外面面不允許的缺陷12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應用飾物化妝品美容品建材交通3c產品二.陽極處理制作流程及工作原理21陽極制作流程脫脂化學拋光鹼性腐蝕染色前處理陽極氧化剝黑膜染色封孔烘乾22鋁陽極氧化的機理(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,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)2.23鋁陽極氧化的機理(2)•氧化膜的生長是增長和溶解這對矛盾動作中發生和發展的,通電的瞬間,由于氧和鋁的有很強的絕緣電阻由于氧化鋁體積比鋁離子體積大發生膨脹,陰擋層變得凹凸不平,這就造成電流分佈不均勻,凹處電陰較小而電流大,凸處相反,是電流密度高的凹處在電場作用下發生氧化膜的電化學溶解,以及硫酸浸蝕產生化學溶解,凹處加深漸變成孔穴,繼而形成多孔的氧化膜.•具有很多高孔隙率和吸附的氧膜,可吸附染料,經過封閉之后,便形成色彩較佳的裝飾性膜層.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+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+NaOHNaAlO2+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:去除工件表面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作)24前處理D.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D-1.陰極半反應2H+2e-H2(氫氧)D-2.陽極半反應AlAl3++3e-(α)2H2OO2+4H+4e-(β)3O2+4Al2Al2O3(γ)……Al2O3膜生成Al2O3+6H+2Al3++3H2O(δ)……Al2O3膜溶解(γ),(δ)是互相競爭的反應,但當(γ),(δ)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25陽極氧化ABC鋁基件阻擋層多孔層Al2O3.H2O26鋁陽極氧化膜生成過程示意圖203040504820226024時間/s電壓/V27鋁陽極氧化膜生成曲線A.膜層生長B.陰擋層形成C.膜層穩定生成,直到溶解與生長速率達到平衡28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.染色前處理原理圖氧化膜層表面活性物質29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:染料染色原理圖氧化膜層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).210封孔封孔原理圖氧化膜層表面活性物質三.陽極設備及挂具•陽極生產線（槽體，天車，水電供排水系統）•整流器•冰水機•烘干設備•鈦挂具•抽風裝置陽極生產線主線陽極生產用的挂具陽極氧化的有關設備四.陽極產品介紹后蓋產品前蓋產品五.陽極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.工件與掛具應接觸良好3.氧化槽中有金屬離子3.定期清除陰極沉積物,一周兩次1.脫脂不完全1.長脫脂時間,脫脂濃度,溫度采用上限增加2.重工件退除不徹底2.重工件退除應徹底陽極陽極焊點鐳射焊接能量過高白點料紋內部髒污變形麻點來料不良焊接拋光拋光原材料51不良分析