阳极氧化是一种广受欢迎的铝材表面处理方式,能够增厚材料表面自然形成的氧化层,创建出一层阳极氧化膜 (anodic oxide film),不仅为部件提供了增强的保护,还提升了外观效果。以铝为例,若要形成阳极化保护层,需要将零件浸入酸性电解液中 (acid electrolyte bath),再加入一个阴极(negatively charged electrode),从而促使溶液释放氢气。与此同时,作为正极的铝零件将释放氧气,在其表面形成一层保护性的氧化膜。零件经过阳极化处理后,表面会形成微小的孔隙,必须用化学溶液封闭以防止腐蚀和污染物的沉积。
阳极化处理的部件具有很高的耐用性并且抗腐蚀、耐磨损,有助于减少长期的保养成本。阳极化层不导电,并与铝基材完全结合,因此不会像电镀和油漆那样出现剥落或脱落。实际上,除了进行封固处理外,多孔的阳极化层还可以进一步涂漆或染色。由于阳极化层无毒且化学稳定性强,因此它们也更加环保。值得注意的是,阳极化处理不仅适用于铝,也适用于钛和其它非铁金属部件。
阳极化有三种不同的类型:
一型阳极化(Type I chromic acid anodizing)会形成最薄的氧化层,因此不会改变零件的实际尺寸。一型阳极化处理的元素颜色会更偏灰,并且不太能吸收其它颜色。
二型阳极化(Type II boric-sulfuric acid anodizing)比一型的附着力更好,且略微厚一些。通过二型阳极化,可以轻松创造出蓝、红、金、黑或绿等多种颜色的零件。
三型阳极化(Type III hard sulfuric acid anodizing)是最常见的阳极化形式,它所形成的氧化层最为透明,适合配合更多颜色使用。值得一提的是,三型阳极化比二型形成的氧化层稍厚一些。
阳极化部件的耐久性、抗磨损能力和抗腐蚀性的增强,以及这一处理过程提供的高水平尺寸控制性,使得阳极化在航空航天和建筑领域变得异常受欢迎。除了这些领域外,阳极化的金属零件还广泛应用于幕墙、自动扶梯、笔记本电脑等多种设备中。
尽管阳极化应用广泛,但也有一些不足之处:
阳极化金属会改变部件的尺寸,因此在确定尺寸公差时必须考虑到氧化层的厚度,或者使用化学或物理屏蔽手段确保部件的特定区域不受处理。
如果阳极化部件不是在同一批次中处理,可能难以达到完全一致的颜色。颜色的褪色也可能会发生。
阳极化一个金属部件将会增加其电气和热阻抗。在某些情况下,这可能是预期的效果,但在其他情况下,可能需要使用屏蔽保护,以确保部件在特定区域保持完整的导电性。
阳极化会提升部件表面的硬度。
一些常见的化学表面处理及其适用的材料:
化学表面处理方法 | 兼容材料 |
阳极氧化 | 铝、钛及其他非铁金属 |
钝化 | 不锈钢 |
黑色氧化处理 | 钢、不锈钢、铜及其他金属 |
化学成膜(铬酸盐处理) | 铝 |
电解抛光 | 铝、钢、不锈钢、铜、钛、黄铜、青铜、铍(Beryllium)及其他金属 |
电镀 | 铝、钢及其他金属 |
铬电镀 | 铝、钢、不锈钢、镍合金、钛、铜及其他金属 |
聚四氟乙烯涂层 | 铝、钢及其他金属 |
化学镀镍 | 铝、钢、不锈钢 |
电镀锌 | 钢 |
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