圖文深入講解機械設計中的鋁材陽極氧化處理工藝

鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素，也是機械設計中最常用的金屬材料之一，在航空、建築、汽車等工業的發展中，以其優異的綜合性能，發揮著重要作用。

在機械設計中，為使鋁材料發揮其最大的效能，往往需要對材料進行處理，陽極氧化處理就是其中一種。

陽極氧化是20世紀開發的一種簡單的電化學工藝，可在鋁表面形成氧化鋁保護塗層。

陽極氧化的目的儘管鋁具有足夠的耐腐蝕效能，使其在暴露於大氣時仍能保持其結構完整性，但仍會發生表面腐蝕，損害其外觀。

陽極氧化的目的是生產厚的氧化鋁表面層，該表面層可保護鋁不受任何腐蝕，並提供惰性表面，可在很多年內保持其初始外觀。

鋁合金經過陽極氧化處理，以提高其耐腐蝕和磨損（磨損和侵蝕）的能力，並允許著色，改善潤滑或改善附著力。陽極層不導電。

預處理陽極氧化塗層是透明的，因此可以看到下面金屬的外觀。

因此，陽極氧化與鋁的自然外觀相容。因此，陽極氧化之前的預處理非常重要，因為它決定了最終陽極氧化產品的視覺吸引力。鋁表面可以採用任何機械和化學方法處理方法包括拋丸，拋光，增亮和蝕刻。

在基於氫氧化鈉的溶液中蝕刻通常用於產生緞面啞光的金屬飾面。

陽極氧化工藝該工藝稱為陽極氧化工藝，因為要處理的零件形成電路的陽極。透過使電流流過浸入鋁的酸性電解液浴，可以從鋁中生成氧化鋁塗層。

1。氧化物層陽極膜本身是透過連續形成和溶解非常薄的氧化層而在鋁/氧化鋁介面上生長的；這就是所謂的阻擋層，其厚度是工藝電壓的函式。在阻擋層的頂部形成厚的多孔層，構成其餘的塗層。其厚度取決於透過電路的電流量。塗層是金屬不可或缺的組成部分，不能剝落或剝落。塗層的結構包括許多非常小的孔，在密封過程中充滿了惰性物質。

實際經驗和耐候性測試表明，暴露於大氣中的陽極氧化鋁的使用壽命取決於塗層的厚度。

相比之下，在此類應用中使用的合金的影響可忽略不計。

通常用於室外應用的膜厚度為10至30微米。在工程應用中，尤其是對於硬質陽極氧化，通常範圍為30至250 um。

2。著色陽極膜可用於多種裝飾效果，既可以使用可吸收著色劑的厚多孔塗層，也可以使用對反射光增加干涉效果的薄透明塗層。

最常見的陽極氧化工藝（例如鋁上的硫酸）會產生易於接受染料的多孔表面。所產生的顏色會根據母材合金的不同而有所不同，但是在某些合金上可能難以產生較淺的顏色。染料被陽極膜吸收時具有可接受的抗紫外線性。

或者，可以將金屬（通常是錫）電解沉積在陽極塗層的孔底，以提供完全不透光的顏色。這些顏色是透過光的散射和吸收產生的，範圍從淺香檳色到黑色。青銅色通常是用於建築用途。也可以使用此技術生產灰色和灰色/藍色。

或者，可以將顏色整體形成在薄膜上。這是在陽極氧化過程中，使用有機酸與硫酸電解質以及通常是特殊合金混合而成的。

3。密封酸性陽極氧化溶液會在陽極氧化塗層中產生孔洞，這些孔洞可保留著色劑，通常將其密封以防止塗層在風化過程中發生化妝品劣化，並防止任何著色劑流失。長時間浸泡在沸騰的去離子水或蒸汽中是最簡單的密封工藝，其中孔被水合氧化鋁填充。

由於節約能源，常用的是冷密封，在室溫浴中透過密封劑（通常是氫氧化鎳）的浸漬來封閉孔。

陽極氧化的優點許多金屬在結構上會透過包括腐蝕在內的氧化過程而被削弱，但不會對鋁產生腐蝕。實際上，透過陽極氧化過程可以使鋁更加耐用。被氧化的鋁形成塗層，因為它代替了表面上的原始鋁。

最終在鋁表面上形成一種極硬且耐磨的物質。

正確的陽極氧化工藝可以使鋁上的陽極氧化膜幾乎與金剛石一樣硬。許多現代建築在金屬框架暴露於環境的地方常使用陽極氧化鋁，陽極氧化工藝可提供自然保護性的外觀。

陽極氧化鋁的應用由於其耐用性，陽極氧化鋁不僅用於建築應用，而且還用於許多其他應用。汽車工業依靠陽極氧化鋁來裝飾，輪轂蓋，車頂橫樑和裸露部件的防護罩。傢俱設計師經常使用陽極氧化鋁作為戶外傢俱的框架，以及燈具和其他裝飾性物品的基礎金屬。現代家用電器和計算機系統可能會使用陽極氧化鋁作為防護罩。

儘管陽極膜是半透明的，但它確實會反射其外表面的某些光線。金屬表面和膜表面的雙重反射使材料具有“靈動”的外觀，這對設計者特別有吸引力。

陽極氧化鋁由於其非導電性質，可能並不適合所有應用。

陽極氧化的歷史和各種工藝陽極氧化於1923年在工業規模上首次使用，是一種基於鉻酸的工藝。今天，鉻酸陽極氧化仍在特殊應用中使用（例如，用於航空航天業的高強度鋁合金）。不斷髮展，第一個硫酸陽極氧化工藝於1927年申請了專利。硫酸很快成為並仍然是最常見的陽極氧化電解質。它包括從用於高科技儀器的重型黑色染料塗層到廉價物品的任何東西，還主要包括建築陽極氧化用於保護鋁窗框等不受自然元素侵害。它們的自然色為淺灰色；透過將著色劑引入薄膜中，可實現其他顏色。陽極氧化鋁在1930年代首次用於建築應用；其中一些建築物仍然存在，並且已經進行了適當的清潔，陽極氧化鋁看起來像新的一樣。

硬質陽極氧化是硫酸陽極氧化的一個分支，其工藝條件已經達到LOAMIATILLIOM O2x。MILII被推動以實現明顯更硬，更厚，更密的薄膜。其應用涉及耐磨性，耐腐蝕性，溫度效應等。可在潤滑劑的孔中引入潤滑劑薄膜，以改善運動部件的效能。

草酸陽極氧化於1923年在日本首次獲得專利，後來在德國廣泛使用，特別是在建築應用中。

磷酸工藝是最近的主要發展，迄今為止僅用作粘合劑或有機塗料的預處理。所有這些陽極氧化工藝的各種專有且日益複雜的變化形式一直在工業上開發。

陽極氧化也可以在不溶於氧化鋁的硼酸鹽或酒石酸鹽浴中進行。在這些過程中，當零件完全覆蓋時塗層停止生長，並且厚度與施加的電壓呈線性關係。廣泛用於製造電解電容器環境影響陽極氧化是一種更環保的金屬塗飾工藝。通常，副產品僅包含少量重金屬。最常見的陽極氧化廢水，氫氧化鋁和硫酸鋁可以回收利用或用於工業廢水處理系統。

機械設計行業所涉及的材料處理工藝非常之多，單單是鋁的表面處理工藝就有很多種。這次關於鋁的陽極氧化工藝就講到這裡，期待您的評論指導。