基本介紹
- 外文名：Anodizing
- 類型：技術
- 對象：金屬材料
- 目的：保護材料
- 方法：外施陽極電流
- 種類：交流電陽極氧化等
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技術介紹
金屬材料或製品經過表面陽極化處理後，其耐蝕性、硬度、耐磨性、絕緣性、耐熱性等均有大幅度提高。實施陽極化處理最多的金屬材料是鋁。鋁的陽極氧化一般在酸性電解液中進行，以鋁為陽極。在電解過程中，氧的陰離子與鋁作用產生氧化膜。這種膜初形成時不夠細密，雖有一定電阻，但電解液中的負氧離子仍能到達鋁表面繼續形成氧化膜。隨著膜厚度增大，電阻也變大，從而電解電流變小。這時，與電解液接觸的外層氧化膜發生化學溶解。當鋁表面形成氧化物的速度逐漸與化學溶解的速度平衡時，這一氧化膜便可達到這一電解參數下的最大厚度。鋁的陽極氧化膜外層多孔，容易吸附染料和有色物質，因而可進行染色，提高其裝飾性。氧化膜再經熱水、高溫水蒸氣或鎳鹽封閉處理後，還能進一步提高其耐蝕性和耐磨性。除鋁外，工業上採用表面陽極化處理的金屬還有鎂合金、銅和銅合金、鋅和鋅合金、鋼、鎘、鉭、鋯等。
技術原理
簡單流程
鋁或者鋁合金零件→表面處理（機械拋光）→化學處理去掉某些合金表面的銅成分-→清洗去油（對於已經陽極化的零件，想要重新陽極化，就用鹼或者專用藥劑去掉原來的陽極化表層）→放入稀硫酸中作為陽極進行通電，生成表面氧化層，是多孔性的，沒什麼顏色-→染色（原來顏色是染的）→固定（加熱或者用鉻酸鹽）使表面氧化層的孔封閉
種類
陽極氧化按電流形式分為：直流電陽極氧化，交流電陽極氧化，脈衝電流陽極氧化。按電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為主溶液的自然著色陽極氧化。按膜層性子分有：普通膜、硬質膜（厚膜）、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽極氧化。
具體過程
表面預處理
無論採用何種方法加工的鋁材及製品，表面上都會不同程度地存在著污垢和缺陷，如灰塵、金屬氧化物（天然的或高溫下形成的氧化鋁薄膜）、殘留油污、瀝青標誌、人工搬運手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔劑以及腐蝕鹽類、金屬毛刺、輕微的劃擦傷等。因此在氧化處理之前，用化學和物理的方法對製品表面進行必要的清洗，使其裸露純淨的金屬基體，以利氧化著色順利進行，從而獲得與基體結合牢固、色澤和厚度都滿足要求且具有最佳耐蝕、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。（一）脫脂鋁，及鋁合金表面脫脂有有機溶劑脫脂、表面活性劑脫脂、鹼性溶液脫脂、酸性溶液脫脂、電解脫脂、乳化脫脂。（二）鹼蝕劑 ，鹼蝕劑是鋁製品在添加或不添加其他物質的氫氧化鈉溶液中進行表面清洗的過程，通常也稱為鹼腐蝕或鹼洗。其作用是作為製品經某些脫脂方法脫脂後的補充處理，以便進一步清理表面附著的油污贓物；清除製品表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷。從而使製品露出純淨的金屬基體，利於陽極膜的生成並獲得較高質量的膜層。此外，通過改變溶液的組成、溫度、處理時間及其他操作條件，可得到平滑或緞面無光或光澤等不同狀態的蝕洗表面。（三）中和和水清洗，鋁製品蝕洗後表面附著的灰色或黑色掛灰在冷的或熱的清水洗中都不溶解，但卻能溶於酸性溶液中，所以經熱鹼溶液蝕洗的製品都得進行旨在除去掛灰和殘留鹼液，以露出光亮基本金屬表面的酸浸清洗，這種過程稱為中和、光澤或出光處理。其工藝過程是製品在300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室溫下浸洗，浸洗時間隨金屬組成的不同而有差異，一般浸洗時間3-5分鐘。含矽或錳的鋁合金製品上的掛灰，可用硝酸和氫氟酸體積比為3:1的混合液，於室溫下處理5-15秒。中和處理還可以在含硝酸300-400g/L和氧化鉻5-15g/L的溶液或氧化鉻100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中於室溫下進行。各道工序間的水清洗，目的在於徹底除去製品表面的殘留液和可溶於水的反應產物，使下道工序槽液免遭污染，確保處理效率和質量。清洗大多採用一次冷水清洗。但鹼蝕後的製品普遍採用熱水緊接著是冷水的二重清洗。熱水的溫度為40-60度。中和處理後的製品經水清洗就可以進行氧化處理，所以這道清洗應特別認真，以防止清潔的表面受污染。否則前幾道工序的有效處理可能會因最後的清洗不當而前功盡棄。經中和、水清洗後的製品應與上進行氧化處理。在空氣中停留的時間不宜過長，如停留30-40分鐘，製品就需要重新蝕洗和中和。
