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手机阳极氧化概述


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手机阳极氧化概述

 

随着铝制品加工的发展,铝制品表面处理的代表-阳极氧化越来越受到手机行业的关注。如苹果推出的 Iphone 6S通过表面阳极氧化处理,既能得到很高的硬度,又能得到天空灰、玫瑰金等效果。

经阳极氧化处理获得的氧化膜,厚度一般在 5-20u m,硬质阳极氧化膜厚度可达 60-  2500um。为什么诸如苹果、华为、小米等手机巨头如此青睐阳极氧化,我们来具体看看阳极氧化能够带来什么?

一.阳极氧化膜能带来什么?

1. 较高的硬度

阳极氧化膜的硬度比铝基体高得多:基体的硬度为 HV100 左右,普通阳极氧化膜的硬度约 HV300,而硬质阳极氧化膜可达

HV500 左右。

阳极氧化膜不仅硬度较高,而且有较好的耐磨性,尤其是表面层多孔的氧化膜具有吸附润滑剂的能力,还可进一步改善表面的耐磨性能。

2. 较高的耐蚀性

一般认为,汗水腐蚀性非常强,很多金属很容易被汗水腐蚀。而阳极氧化膜耐腐蚀性强,因为它是氧化物,不导电,即

使沾到汗渍腐蚀也很慢。

经测试,纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好。这是由于合金成分夹杂或形成金属化合物不能被氧化或被溶解,而使氧化膜不连续或产生空隙,从而使氧化膜的耐蚀性大为降低。所以,一般经阳极氧化后所得的膜必须进行封闭处理,才能提高其耐蚀性能。

3. 较强的吸附能力

铝及铝合金的阳极氧化膜为多孔结构,具有很强的吸附能力,所以给孔内填充各种颜料、润滑剂、树脂等可进一步提高

铝制品的防护、绝缘、耐磨和装饰性能。

4. 很好的绝缘性能

铝及铝合金的阳极氧化膜,已不具备金属的导电性质,而成为良好的绝缘材料。

5. 优异的绝热、抗热性能强

这是因为阳极氧化膜的导热系数大大低于纯铝:阳极氧化膜可耐温 1500℃左右,而纯铝只能耐 660℃。

二.氧化膜做好,必须把控这些细节!

1. 铝材的选择

铝材成分差别及杂质的含量将直接影响着阳极氧化膜的外观质量。

当铝材的合金成分一定时,影响外观质量的主要因素是有害杂质,如铜、硅、铬、铁、锌、锰等金属元素。这些金属元素在铝材中的含量越少,经阳极氧化后的光洁光亮度就越好;反之,就越差。

各种牌号的高纯铝及纯铝,其氧化膜的透明度和光洁、光亮度随着杂质含量的增加而逐渐变差。L04,L03 高纯铝,其表面的光洁光亮度可达到镜面状态,且膜层无色透明。在高纯铝镁合金的牌号中,LT66 的表面同样可以达到无色透明的镜面状的光洁光亮度。LT66-1 较次于 LT66,LT66-2 又次于 LT66-1。

2. 硫酸浓度的选择

氧化膜的成长速度与电解液中硫酸浓度有密切关系。

膜的增厚过程取决于膜的溶解和生长速度比:通常随着硫酸浓度的增高,氧化膜的溶解速度也增大;反之,浓度降低溶解速度也减小。因此,采用稀硫酸有利于膜的成长。

3. 电解液温度的选择

与硫酸浓度变化的影响基本相同。溶液温度升高,氧化膜的溶解速度升高,膜的生长速度减少,氧化膜的厚度必然减少。


同时,温度的变化对氧化膜的厚度和耐磨性也会产生严重的影响。一般温度控制在 18--20℃时获得的氧化膜多孔、吸

 

附性能好、富有弹性、抗盐雾能力较好,所以在夏季室温高,要注意控制温度。

4. 电压和阳极电流密度的影响

铝制件通电氧化时,开始时很快在铝制件表面生成一层薄而致密的氧化膜;随之电阻增加电压急剧升高,阳极电流密度

逐渐减小。电压继续升高至一定值时,氧化膜因受电解液的溶解作用在较薄弱部位开始被电击穿,促使电流通过,氧化过程继续进行。

5. 杂质不利于阳极表面

合金中含铜、硅等元素时,随着氧化过程的进行,同样由于在电解液中的阳极溶解作用,使合金元素 Cu2+,  Si2+不断

集聚。当 Cu2+含量达 0.02g/L 时,氧化膜上会出现暗色条纹或黑色斑点。

电解液中可能存在的杂质是 Cl-F-,  N03- Al3+,  Cu2+Fe2+等离子。当 Cl-,F-N03-等阴离子杂质含量高时,氧化膜的孔隙率大大增加,氧化膜表面变得粗糙和疏松。

这些杂质在电解液中的允许含量为Cl-  <0.05g/L,  F-  <  0.01  g/L。当超过这极限值,制品表面会发生穿孔而报废。这些阴离子杂质来自配制电解液和清洗工序中的水源,因此必须严格控制水质。

6. 电解液混浊度的负面影响

阳极氧化时,电解液的混浊度对氧化膜表面光亮度影响极大。

通常,硫酸氧化膜是透明的,它的主要成分是 Al2O3。多孔状的氧化膜具有极大的吸附性能,利用这一特点将铝和铝合金表面进行各种色彩图案花纹的装饰。

若在电解液中含有各种不透明的固态混浊物,也被吸附填充到膜孔中去,会使氧化膜透明度下降,膜层的反光率受到阻挡,从而影响氧化膜的光亮度。

混浊物来源于铝制件前处理不良和清洗水质不净,或由于阴阳极反应剧烈与溶液的对流作用使杂质不易沉淀于缸底,被分散悬浮在电解液中,电解液透明度较差,甚至不透明并带有一定的色泽。因此,对那些外观要求较高的铝制品,在氧化过程中,必须对电解液进行连续过滤。

7. 封闭处理的必要性

由于阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能,表面易被污染,尤其处在腐蚀性环境中,腐蚀介质进入孔内易引起腐蚀。

因此,经阳极氧化后的皮膜不管着色与否,均需进行封闭处理,以提高氧化膜的抗蚀、绝缘和耐磨等性能、以及减弱它对杂质或油污的吸附。

 

 

 

 

 

 

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O 一八年八月二日

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