2>5陽極氧化
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+2eD-2.陽極半反應 Al (α) 2H2O 3O2+4Al Al2O3膜生成 Al2O3+6H+ 溶解 O2+4H+4e2Al2O3 2Al
多孔層
A
B C
阻擋層 鋁基件
2>7鋁陽極氧化膜生成曲線
24 22 20
8 4
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
20 30 4
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
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
5>1不良分析
不良項目 料紋 凹陷 焊點 變形 內部髒污 過拋 磨紋 划痕 麻點 白點
五 .陽極不良分析
造成單位 原材料 沖壓 焊接 拋光 拋光 拋光 拋光 陽極 陽極 陽極
來料不良 衝壓前模具上有小顆粒硬物 , 衝 壓時壓在工件上 鐳射焊接能量過高 1. 衝壓後打磨手法不正確 , 壓力 過大 2. 機拋時手法不正確 1. 氧化前脫脂不完全 2. 工件粘上膠類物質 不良原因 改善對策 1. 提高機拋切削力 2. 延長化拋時間 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. 衝壓後打磨手法正確 , 壓力適當 2. 機拋用手壓力部位 , 手法正確 1. 延長脫脂時間且溫度采用上限 2. 以貼紙防止膠類物質污染工件 .
機拋手法不正確 , 治具保護不全 , 機拋手法應正確 , 修復治具 , 自拋機調節位置 自拋機調節位置不當 適當 機拋手拿工件不正確 , 方向不正 確 人為產生 1. 化拋過腐蝕 2. 氧化槽導電不良 3. 氧化槽中有金屬離子 1. 脫脂不完全 2. 重工件退除不徹底 機拋手拿工件正確 , 方向正確 上下料人員手法伏化 1. 提高 CPBRI-20濃度 , 硝酸濃度適當 2. 工件與掛具應接觸良好 3. 定期清除陰極沉積物 , 一周兩次 1. 長脫脂時間 , 脫脂濃度 , 溫度采用上限增加 2. 重工件退除應徹底
無機酸 硫酸系 鉻酸系 磷酸系 草酸系 磺基水揚酸等
酸性電解質
有機酸
鹼性電解液
非水電解液
混合酸 氫氧化鈉系 磷酸鈉系 磷酸二氫鈉系 氫氧化銨系 溶融電解液 硼酸甲酸胺系
1>3 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
2>1陽極制作流程 脫脂
化學拋光
鹼性腐蝕
剝黑膜
陽極氧化
3++3H 2O
H2(氫氧) Al
3++3e-
(β) (γ) …… (δ) …… Al2O3膜
(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
2>6鋁陽極氧化膜生成過程示意圖
Al2O3.H2O
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
1>1 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
1>2 陽極氧化工藝從電解液方面的分類
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 表面活性物質
氧化膜層
2>9 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:
2>3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.
2>4 前處理
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 +OH2Al3++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:去除工件表面黑色水膜,主要成份為HNO3.(室溫操作)
烘乾
封孔
染色
染色前處理
2>2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.
染色原理圖
染 料
氧化膜層
2>10
封 孔
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).
封孔原理圖 表面活性物質
氧化膜層
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