阳极处理(课堂PPT).ppt

LEE DO TECHNOLOGY INCORPORATED CO.,LTD.,名稱,陽極處理,Anodizing,化成處理,Chemical conversion,塗裝,Painting,電鍍,Electroplating,操作,零件置於電解槽之陽極，通過電流使其表面產生氧化膜。,零件浸漬於化學葯劑中，使其表面產生氧化膜。,在零件上塗覆漆膜；常見之塗裝為烤漆。,在零件上鍍上其他金屬，可採用電鍍或無電鍍方式實施,處理目的,1.美觀,2.耐蝕,3.耐磨,4.絕緣,1.耐蝕,2.低絕緣阻抗,3.塗裝前打底,1.美觀,2.耐蝕,1.美觀,2.耐磨,3.特殊電氣用途,皮膜外觀,1.普通皮膜可以表現鋁材原色澤。,2.硬質皮膜可以表現特殊質感。,3.皮膜可以再著色及施予塗裝。,1.極薄的氧化膜。,2.顏色有無色、青色或黃色等，濃淡深淺不一。,塗膜外觀色澤依施工方式有多樣性變化。,表現他種金屬之色澤質感。,主要設備,1.電源供應器。,2.電解槽。,3.冷凍機。,4.,水洗槽。,1.處理槽。,2.水洗槽。,塗裝及烘烤設備,1.電源供應器。,2.電鍍槽。,3.水洗槽。,技術性,設備及技術性導向高,設備導向高,技術導向低,常見的鋁材表面處理,技術性導向低,1,什麼是陽極處理?,陽極處理是化成皮膜,（Conversion Coating）技術的一種，根據ASTM的定義化成皮膜指的是利用化學或電化學處理，使金屬表面生成一種含有該,金屬成份的皮膜層(非化學附著物如電鍍、電著、烤漆、化成處理),，例如鋅的鉻酸鹽皮膜處理，鋼鐵的磷酸鹽皮膜處理，鋁合金的陽極處理等，欲施行化成皮膜處理的金屬，其形成的化合物或氧化物必須不具水溶性，同時也不是粉狀物，亦即必須是連續皮膜。,LEE DO TECHNOLOGY INCORPORATED CO.,LTD.,2,鋁耐候性之強化,:,一般鋁合金很容易氧化，氧化層雖有一定鈍化作用，但長期曝露之結果，氧化層仍會剝落，喪失保護作用，因此陽極處理的目的即利用其易氧化之特性，藉電化學方法控制氧化層之生成，以防止鋁材進一步氧化，同時增加表面的機械性質。另一目的是，藉不同化成反應，產生各種色澤（發色）增進美觀。鋁合金陽極處理應用廣泛，飛機表皮、軍事武器、影印機抄紙滾桶、建築物鋁帷幕、鋁門窗等。,3,一般性陽極處理：,一般性陽極處理又可稱為 裝飾性陽極處理，其陽極處理之膜厚約在,至,左右，其特性是可在鋁材表面形成一層亮麗而耐腐蝕的表面，並可依客戶的喜愛而選擇亮面處理或者霧面處理（梨面處理），因為所形成之表面為多孔性質，具有優秀的滲透性，可以將表面以有機或無機的染料浸泡或升華精印花樣，使之滲入毛細孔內，形成有各種顏色及花樣之成品，顏色有多樣的變化，是一般性陽極處理的特點，用於以鋁材為原料的製品是最佳的外觀性保護理。,4,半硬膜陽極處理：,半硬膜陽極處理是彌補裝飾性陽極處理不足的一種陽極處理方式，其陽極處理膜厚層約在至之間，但是卻有著優良的耐摩擦性及耐腐蝕性，是一般性陽極處理所無法達到的，可用在一般工業用途的零件上，又可兼具美觀的用，但是也有其缺點，就是因為其皮膜厚度較一般性陽極處理皮膜厚，所以其皮膜折射造成有略黃色之情況，無法保持鋁材本來之白色，而且經染色後其光澤度較差，會有比一般性陽極處理較暗淡的情況，所以半硬膜陽極處理一般的染色工程都選擇比較深底的顏色來使用。,5,硬膜性陽極處理：,硬膜性陽極處理其硬度可達HV500以上，膜厚為 30至 50，具有極為優良的耐 摩擦性及耐腐蝕性，而其毛細孔孔徑極小，在某些用途上具有一定的不沾程度，所以在工業上的用途極為廣泛，從滾筒、模具、軌道、汽缸到鍋具等民生用品都可利用其耐摩擦及不沾的特性，來使工件發揮特性。這一層硬膜陽極處理層的硬度足以媲美金鋼鑽之表面硬度，由其是其微小的毛細孔使用於機械零件時，當零件運作時加入的潤滑油脂會緩慢滲入毛細孔內，更增加其潤滑度。,6,超硬膜陽極處理：,超硬膜陽極處理是一種極為特殊的陽極處理方式，其膜厚超過50 以上，其硬度亦超過 500Hv 以上，但是皮膜因厚度的增長超過正常的極限而產生推擠現像，所以皮膜會有較粗糙的現象發生，所以一般處理超硬膜處理的工件往往需要再做一次機械性的加工，將皮膜研磨約 10 左右，此時的皮膜硬度將會比未研磨前的硬度更堅硬而潤滑度更優良，這是超硬膜陽極處理的特點。,7,潤滑性陽極處理,：,潤滑性陽極處理是陽極處理業的一大突破，使陽極處理膜層在物理性質上更加的具有功能性，所以潤滑性陽極處理又稱為功能性陽極處理。目前已經有商業化的潤滑性陽極處理有,MoS2（二硫化鉬）,及,PTFE（鐵氟龍）,二種，以電解方式將二硫化鉬填入陽極處理皮膜 的毛細孔內，在充滿二硫化鉬的皮膜上形成一層兼具陽極處理皮膜特性及複合層特性的特性。,8,陽極處理工程,Full Automatic Process,Manual,Process,9,周邊設備,天車,廢氣處理,廢水回收設備,純水製造設備,10,陽極之製程,鋁材,機械加工,表面處理,前處理,來料,脫脂,洗淨,研磨洗淨,陽極,後處理,中和,洗淨,染色,封口,乾燥,檢驗,洗淨,清潔,檢驗,包裝,11,電源,溫控,陰極,陽極,電解槽,電流調整,波形選擇,過濾,電解液,電壓調整,V,DC,AC,Pulse,A,循環,air,攪拌,陽極氧化反應,陰極還原反應,synthesized wave,溶解：電解蝕刻、電解研磨,鈍化：陽極處理,沉積：電鍍、電鑄,電化學表面處理系統,工件,工件,12,氧化膜之結構,13,鋁氧化膜之性質,1.耐蝕性：大氣中數十年,2.耐磨性：硬度120Hv500Hv(媲美金剛鑽),3.吸著性：可以著色、塗裝,4.不沾性：氧化膜封孔處理後不具吸著性,5.絕緣性：1061014 cm,6.介電性：介電係數69,7.奈米尺度：微孔洞 30 300nm,14,陽極處理之產品類型,耐蝕性皮膜：塗裝前打底、航空器材。,耐磨耗皮膜：機械零件、廚具、汽車引擎、國防武器。,吸著性皮膜：照相製版。,裝飾性皮膜：建材、自行車、手機、相機、電腦外殼。,絕緣性皮膜：影印機鋁管、半導體製程設備。,介電質皮膜：電解電容器。,奈 米 尺 度：奈米模板、分子篩。,鋁陽極氧化奈米模板,15,陽極氧化膜之著色,Coloring Anodic Oxide Coatings,16,鋁陽極處理常用著色方法,有機染料,電解發色,Al,OH,+,H,+,X,-,Al,X,+,H,2,O,Al,+,X,-,M,n+,+ne,-M,固著染料,金屬沉積(發色),優點:顏色得以一定範圍控制,缺點:自然發色容易因條件環境而改變,17,固著填料,染色(發色)後的氧化皮膜需將微孔封閉以免色料滲出、增加耐腐蝕性及穩定電氣特性,Aluminum,Dye Molecular,Al Anodic Oxide Film,氧化皮膜著色產品,18,素材影響鋁陽極氧化皮膜,材質因素:,鋁材元素,:含大量矽、銅之鋁材，不適宜陽,極處理,鋁材密度,:鍛造材 擠型材 鑄造材,材質成分,:影響光澤、顏色表現,表面粗細,:影響光澤、顏色表現,庫存條件,:工件表面殘留光澤劑、及庫存溫,度及濕度較高之環境直接引響,陽,極氧化皮膜之良否,19,鋁陽級技術之未來性,名稱,陽 級,電 鍍,UC化成/電著,烤 漆,環保要求,輕金屬之使用,製程穩定度,美觀,1.易符合環境保護指令,2.產品不含有害物質,1.不易符合環境保護指令,2.部份產品含有害物質,1.易符合環境保護指令,2.部份產品含有害物質,1.易符合環境保護指令,2.部份產品含有害物質,1.適於容易加工,2.質地輕,3.強度佳,1.需要相當之技術能力,2.製程變異性較大,較針對容易導電之金屬如鐵,多種素材皆可處理,適用鋁、鐵類之金屬,對設備之要求較低,對設備之要求較高,對設備之要求較低,1.能夠增加金屬裝飾之質感,2.能透過表面加工表現不同效果,1.能增加金屬之亮度,2.色彩表現較不足,1.能表現多種色彩與質感,2.烤漆層容易損傷,通常外觀較不佳,20,鋁合金之使用,因應環境保護及資源回收等問題，對汽車零件、電腦、手機、照相機等耐久或消費性電子產品逐漸以鋁合金取代其他金屬或塑膠之使用，因其具備容易加工、質輕且強度佳、資源容易回收，在成型及使用上更能夠節約能源，成為將來取代不銹鋼，進入歐盟及全球市場之主要商品素材選擇。,21,符合歐盟環境保護之未來趨勢,金屬著色劑之使用能夠避免滲入環境限用物質，並增添產品美學之可能性。,透過封孔(微孔封閉)方式得以替代電著、烤漆之因附著能力考慮，以避免塗裝材料含鉛(Pb)量問題,。,特殊陽極皮膜生成方式保留金屬光澤及極佳耐蝕性，能取得各種金屬色澤之效果，避免製程中因電鍍層防銹要求上含六價鉻（Cr6+)、,鎘(Cd)金屬污染,之風險。,透過不同表面處理方式如噴砂、研磨拋光、髮絲、蝕刻、多色漸層等技術，以更多方面表現金屬之質感及觸感,。,22,That all thank you for your attention!,穿透率90%之陽極氧化鋁奈米模板;膜厚5m,23,