阳极氧化处理入门培训.ppt

純鋁的特性純鋁的特性§兩性金屬,化學性活潑易於空氣中生成氧化物,氧化鋁可阻止繼續氧化,鋁純度愈高膜層愈均勻,耐蝕性愈佳§對還原劑易起作用.但對氧化劑則有耐蝕功能.純鋁在濃硝酸下呈鈍態.§比重輕,為地球表面存在最高之金屬,且表面處理形態多樣化,工業廣為應用.§導電率約為銅的60%.熱傳導率為銅的1/2鐵的3倍.1xxx1xxxAluminum, 99.0 percent minimum and greaterAluminum, 99.0 percent minimum and greater2xxx2xxxCu 4.4%,Si 0.8.%,Mg 0.4%,Mn 0.8%,Cu 4.4%,Si 0.8.%,Mg 0.4%,Mn 0.8%,熱處理後硬度增加熱處理後硬度增加3xxx3xxxMn 1.2%, Si 0.6%(max.) Mn 1.2%, Si 0.6%(max.) 添加添加MnMn使硬度稍微提高使硬度稍微提高4xxx4xxxSilicon,Silicon,添加添加SiSi降低熔點提高流動性降低熔點提高流動性, ,通常以通常以A380,A386…A380,A386…表示之表示之. .5xxx5xxxSi 0.45%(max.),Mg 2.5%,Cr 0.25%Si 0.45%(max.),Mg 2.5%,Cr 0.25%鋁擠型材料添加鋁擠型材料添加MgMg使硬度稍微提高使硬度稍微提高6xxx 6xxx  Si 0.4%(max.),Mg 0.7%Si 0.4%(max.),Mg 0.7%熱處理後硬度增加熱處理後硬度增加7xxx7xxxCu1.5%,Mg 2.5%,Zn 5.5%,Cr 0.3%Cu1.5%,Mg 2.5%,Zn 5.5%,Cr 0.3%合金含量最高合金含量最高,  , 熱處理後硬度最高熱處理後硬度最高, ,耐蝕性最差耐蝕性最差鋁鋁 合合 金金 的的 分分 類類Definition•Anodizing is the successful development and control of a natural oxidation process that occurs when aluminum is exposed to the atmosphere. Electricity and chemicals are used jointly to produce a hard, transparent surface that is integral with base Aluminum. 鋁於大氣環境鋁於大氣環境下即會產生一層氧化皮膜下即會產生一層氧化皮膜. .鋁底材接陽極電流於電解液中產生一層硬而鋁底材接陽極電流於電解液中產生一層硬而透明的表面透明的表面,  , 此電化學反應稱之為此電化學反應稱之為” ”陽極處理陽極處理” ”Characteristics陽極處理的特性陽極處理的特性陽極處理的特性陽極處理的特性ØØHard, comparable to a sapphire ( (藍寶石藍寶石) )ØØTransparent, similar to glass ( (透明透明, ,接近玻璃接近玻璃) )ØØInsulative and static-resistant ( (絕緣絕緣, ,防靜電防靜電) )ØØWide variety of colors and finishes ( (顏色外觀顏色外觀多變多變) )ØØIntegral with Aluminum surfaces, non-flaking ( (與鋁表面完全結合且不碎裂與鋁表面完全結合且不碎裂) )Physical property of Aluminum anodizing陽極陽極陽極陽極處理的物理性質處理的物理性質Porosity density Porosity density 陽極孔密度陽極孔密度 6x106x101010/cm/cm2 2Coefficient of thermal conductivity 0.16cal/cm.sec. Coefficient of thermal conductivity 0.16cal/cm.sec. ℃℃熱傳導係數熱傳導係數Electrical resistance Electrical resistance 電阻電阻 12~13MΩ-cm12~13MΩ-cmPotential resistance Potential resistance 耐電壓耐電壓 400V400VFilm thickness Film thickness 膜厚膜厚 5~20μm(normal) ,30~100μm(hard anodizing)5~20μm(normal) ,30~100μm(hard anodizing)Porosity ratio Porosity ratio 孔隙率孔隙率 20~30%20~30%Hardness Hardness 硬度硬度 200~250Hv(normal),400~450Hv(hard 200~250Hv(normal),400~450Hv(hard anodizing)anodizing)Density Density 密度密度 3 3(20(20℃℃) )Heat resistance Heat resistance 耐熱溫度耐熱溫度 300300℃℃coefficient of thermal expansion coefficient of thermal expansion 熱膨脹係數熱膨脹係數 -6-6M/M/℃℃陽極處理的應用•Increased corrosion resistance        Increased corrosion resistance        增加耐蝕性增加耐蝕性   •Increased wear abrasion resistance Increased wear abrasion resistance 增加耐磨耗性增加耐磨耗性•Improved base for paint adhesion   Improved base for paint adhesion                                                                                                                         改善底材與塗膜之密著改善底材與塗膜之密著•Provides an electrically non-conductive surfaceProvides an electrically non-conductive surface                                                                                                              提供絕緣表面提供絕緣表面•Provides thermal insulation  Provides thermal insulation  隔熱隔熱•Protects polished and other mechanically finished Protects polished and other mechanically finished surfaces        surfaces        保護拋光及機械加工過的表面保護拋光及機械加工過的表面•Improves appearance of the substrate   Improves appearance of the substrate   改善外觀改善外觀How to form the porous film?陽極膜的生成陽極膜的生成nmDifference between the anodic oxidation and the plating陽極處理與電鍍的差異陽極處理與電鍍的差異陽極處理與電鍍的差異陽極處理與電鍍的差異 Anodizing structure陽極膜的結構陽極膜的結構 Anodizing process陽極處理的流程陽極處理的流程•Pretreatment ( ( ( (前處理前處理前處理前處理) ) ) ) The Aluminum surface is first cleaned then chemically treated. The Aluminum surface is first cleaned then chemically treated. Etching Etching 、、、、chemical polishchemical polish results in a desirous appearance. results in a desirous appearance. 包含清潔脫脂、蝕刻、化學拋光等包含清潔脫脂、蝕刻、化學拋光等包含清潔脫脂、蝕刻、化學拋光等包含清潔脫脂、蝕刻、化學拋光等•Anodizing ( (陽極處理陽極處理) )            Once the surface is prepared, the anodic film is built. Once the surface is prepared, the anodic film is built. •Post Treatment ( ( ( (後處理後處理後處理後處理) ) ) ) The porous anodic film can be colored in this stage. The porous anodic film can be colored in this stage. •Sealing( ( ( (封孔封孔封孔封孔) ) ) ) Many of the colors are fade-resistant. Sealing the anodic film Many of the colors are fade-resistant. Sealing the anodic film normally consists of a hot water bath that basically swells the normally consists of a hot water bath that basically swells the pores shut. pores shut. Step 1 Cleaning Degrease Detergent 、、 Etched 、、 Chemical polish 、、 Neutralized Step 2 Anodizing陽極處理陽極處理Step 3 Coloring染色染色Step 4 Sealing封孔封孔Sealing process封孔流程封孔流程Reaction Formula反應方程式反應方程式 As the anode reactionAs the anode reaction 2Al ==> 2Al 2Al ==> 2Al3+3+ + 6e + 6e 2H 2H2 2O ==>OO ==>O2 2 + 4H + 4H+ + + 6e + 6e 4Al 4Al3+3+ + 3O + 3O2 2 ==> 2Al==> 2Al2 2O O3 3 + 12e + 12e As the cathode reaction As the cathode reaction 2H2H+ + + 2e- ==> H + 2e- ==> H2 2 ↑ ↑Surface Preparation前加工製程前加工製程•Mechanical Polish 機械拋光機械拋光•Scrubbing 刷磨刷磨( (如拉髮線等如拉髮線等) )•Sandblasting 噴砂噴砂•Chemical Polish 化學拋光化學拋光•Etching 蝕刻、霧化蝕刻、霧化•Mil Spec 8625 FMil Spec 8625 F•Type I AType I AConventional coatings produced from chromic acid bathConventional coatings produced from chromic acid bath Thickness ThicknesslType I BType I BlType IIIType III•Class 1Class 1 – –Non dyed Non dyed •Class 2Class 2 – –Dyed Dyed    检验方法及不良原因•烧伤烧伤————指零件与阴极接触或零件彼此之间接触发生短指零件与阴极接触或零件彼此之间接触发生短路所造成路所造成. .•粉化粉化————指零件表面的氧化膜呈粉状，用手一擦即掉沫指零件表面的氧化膜呈粉状，用手一擦即掉沫. .•水渍水渍————指零件烘干前水未吹干，烘干后留下的痕迹指零件烘干前水未吹干，烘干后留下的痕迹. .•黑斑黑斑————氧化后没有清洗干净就封闭留下的黑色斑点氧化后没有清洗干净就封闭留下的黑色斑点. .•发脆发脆————表面氧化膜无附着力易裂开表面氧化膜无附着力易裂开. .•条纹条纹————化学除油后溶液没有清洗干净化学除油后溶液没有清洗干净•刮伤刮伤————母材刮伤电镀后仍可看到或镀层本身的刮伤母材刮伤电镀后仍可看到或镀层本身的刮伤( (无手感无手感L=1.5mm,L=1.5mm,宽度一条宽度一条). ).•污渍污渍———— 一般为加工过程中一般为加工过程中, ,不明油渍或污物附着造成不明油渍或污物附着造成. .•客户要求客户要求————依据客户需求进行检验依据客户需求进行检验.( .(如如:D16001):D16001)。