铝阳极处理工艺介绍

1、鋁 陽 极 處 理 程 序 介紹(Aluminium Anodizition Processing)前處理 化 學 處 理洗水 陽极洗水洗水孔 封 洗水洗水脂 脫理處地梨梨梨洗 水 和中理處极陽處地梨一理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨理處地梨 色著解電材 素 處 后孔 封 理 處洗水洗水洗 水溫 洗水光拋學化 理 單元程序(Unit Process)(一)脫脂(Degreasing) 鋁的表面處理在前處理過程中，一單元程序占有很大的因素，因一般鋁及其合金如沒有經過此一處理程序，則對於陽极處理后會產生許多無法克服的表面缺陷，如油污、斑點等，

2、甚至會造成表面氧化的現象尢以產品為梨地形式的前處理更需著重於此一程序，為一不可或缺的處理步驟，而一般而論脫脂程序的確實，對后續工程亦有絕大的助益。目前，最常使用的脫脂法可分為下列三种方法：1.硝酸法：2550硝酸濃度v/vol%(體積濃度比)。2.硝硫混酸法：硝酸2540v/vol，硫酸1510v/vol。3.脫脂劑：此法為一界面乳化法其條件視各使用品牌條件而異。（二）水洗（Water Rinse） 潔淨脫脂附著鋁材表面之殘留脫脂劑，避免藥液帶入下一工程步驟而形成藥液污染。一次或二次水洗程序。（三）梨地處理（Etching）此單元程序為對鋁表面進行粗化的處理，由粗化藥劑的化學反應，可將鋁材表面

3、進行整平、蝕刻，消除鋁材因加工程序的某些缺陷，如模痕、刮碰傷，此一程序尚能彌補因脫脂不完全所留下的油污殘留，使鋁材表面產生一平滑柔順類似梨皮的均一表面。因使用鹼劑為反應原料，且因處理物之多量亦會產生高溫，故一般而言皆需添加其他化學助劑，以改善處理所產生的氧化鋁泥沉積。（四）水洗（Water Rinse）潔凈梨地粗化后殘留的處理溶液，使之不附著於鋁材表面，避免將處理液帶入下一程序中。二次或三次水洗程序。（五）中和（）去除鋁材表面因地粗化后所產生的黑膜，使鋁材表面形成一潔凈的表面,亦可因此一程序使未完全流失的梨地粗化劑徹底的洗凈並使之中和。（六）水洗（Water Rinse）潔凈鋁材表面，徹底洗凈

4、各前項程序所殘留的化學藥劑，以便進行下一處理程序。二次或三次水洗程序如果系統上合適可且一道純水水洗效果更完善。亦可辟免污染下一程序藥液。（七）陽极處理(Anodizing)利用直流要在合適的電解質下，形成一均一平滑的保護膜（氧化膜），經由此一操作程序，亦可進行其后續的處理染色，電解著色，電解塗裝置工程以達到所有的要求規定。（八）水洗（Water Rinse）潔凈經由陽极處理后，所殘留於處理材上的餘酸，本單元程序亦為极重要的步驟，因為經由完全徹底的清水潔凈，才能在后續程序中獲得良好的表面成品，更可延續其后單元程序應有的要求，一般於陽极處理后，至少需要有三次至四次的水洗。（九）電解著色(Eletr

5、olytic colouring)利用電解的方式在陽极處理后，對所形成之氧化膜使用化學的特性通電以達到各种所需的顏色。目前，在電解著色的實務應用上以香檳色、淺古銅色、中古銅色、深（暗）古銅色，黑色為最普遍的方法，其他如金色等亦有。（十）水洗（Water Rinse）潔凈發色程序后，所殘留的藥水，並可經由此一程序，消除在發色后所殘留於表面上之水紋痕跡，以利后續工程。二次至三次的水洗程序，如隨后采用封孔程序，則水洗過程更要徹底執行，若為電著塗塗程序則尚要增加純水潔凈的程序。（十一）封孔(Sealing)利用高純度的水及微量的封孔劑，將氧化膜的孔隙在短時間內給予一种有紋的封閉作用，以增加產品之耐蝕性

6、，對有著色處理的產品加以固色作用，依目前的處理程序，最常使用之方式有：a.純水封;b.封孔劑封孔（高溫法）;c.常溫封孔劑封孔，視生產的條件采用何种方式做封孔處理。（十二）水洗（Water Rinse）潔淨因封孔程后在鋁材表面所沾附之粉末，或其他因素，如水紋等。（十三）干燥(Drying)一般利用自然風干的方法，但如因環境、氣候等原因，亦可使用蒸氣熱風等方式加速干燥，以利包裝。單元操作程序(Unit Operation Process)(一)脫脂(Degreasing)1.硝酸法: 此一方法為最常用，也是最經濟的方法，但其缺點為對於較厚之油污，前處理所殘留於素材上之拋光土，布輪屑、滑粉，等物質

7、不易清凈而影響處理后之品質，因此針對屬於較要求品質管制的產品，不適合使用此法進行脫脂的程序操作配制:使用胡酸在脫脂槽內調配成濃度為的硝酸溶液。操作:將待處理素材，浸入脫脂槫內，時間約分分，視產品的污染程度而定。隨后再將產品移入水洗槽，徹底水洗后再進行下一處理程序作業。2.脫脂劑法：此法為目前漸被采用的方法，因顧客對於品質的要求日益增加，尢其在重表面的產品上，使用舊式的方法已無法克服前述缺點所產生的問題，故在某些藥劑廠全力的研究發展下，遂調配出各种功能性的化學脫脂劑，以滿足品質的完美。配制：將脫脂劉在槽內依各項藥品的條件，調成濃度在%之間，目前絕大多數的脫脂劑皆需在00C之間進行脫指作用，才可達

8、到要求，其浸漬時間約秒分。操作：將脫脂齊加溫至00C之間，並檢測期濃度是否在標準規範之中如不屬於標準善需進行補充樣正，將待牏素材浸及脫脂槽，內時間約秒到至分之間，視素材污染情況及溫度而增減時間。隨后將產品移入水洗槽，徹底進進行水洗后，再進行下一處理程序。注意事項：一般脫脂齊皆屬於酸性或鹼性，因此需注意避免直接接觸人體眼睛，如不甚接觸時即刻用清水洗凈送醫治療。另所有的脫脂劑皆含有界面活性劉，幫對於排放水之處理要謹慎以免有環保問題。槽材質規格：可用PVC.PE，如果加熱型，考慮使用不銹鋼（SUS316L）等材質可避免腐蝕。加熱法：（a） 蒸汽加熱使用熱交換岐管。（b） 電力加熱器（不銹鋼SUS31

9、6L，石英，鈦金屬）（c） 瓦斯爐加熱（較不使用此加熱法）（二）水洗(Rinsing)任何一种金屬的表面處理作業中，水洗的程序是一門相當重要的過程步驟，唯有十分徹底的水洗，加上良好的水質，對產品的品質，各處理單元程序的藥液才可發揮其功能，並可延長液之壽命，相對的可降低生產成本。操作：1.流動的水進行清，洗約次次，清洗時，將物品上下移，動加強交率。2.沉浸在一靜水槽中，用流動的水清洗。3.放在一要離同遇交換過的水槽中，用流動的水。4.使用式水槽進行水洗。注意事項：不可用鹼例或酸中和方式來取代水洗其交果，差膈會影響處理的品質。且水洗的時間不可過長以免形成鋁表面全期封半現象如陽极處理后過度的水洗亦會

10、形氧化膜推動而下一工程的操作條件，但是此一現免可由再浸酸液便使氧化膜活化即可。在陽极處理程序，咽各單元程序操作的性質不同，因此對於水洗過程的要求，也不相同，為求能使產品品質穩定，生產的成本能合乎經濟效率，所以一般都將之分為個系統進行。1.一般程序水洗：前處理部分採用一般自來水或經過初步過濾凈化的地下水即可適用。2.陽极處理前后水洗：洗此部份則需使用經過軟化牏的水，進行水，洗一則可避免將不純物，金屬離子等帶入槽，可完全氧化膜上的不良情況，避免產品的缺陷。3.配藥用水：此部份尢需使用較凈之水，一般都需使用純水進行，以確保各槽液的品質，性能，並可延長壽命，尢以在電解著色、電解涂裝、染色、封孔等單元程

11、序中，更是重要。目前使用的純水製造方法大致可區分為下列數種：1.離子交換法：使用離子樹脂進行產我換而獲得純水。2.RO逆滲透膜法，利用精細的滲透膜，進滲透壓力差的方式而獲得純水。3.Uf超微細過濾法，利用數組不同細度之過濾心，經由較粗而進入料細濾心之中而獲得純水。至於採用何种方法造純水，則需根據原分析，配合要水理，以最方便，經濟的方法獲得即可，並不刻悉要求。（三）梨地處理(Eaching)通常所謂的鋁材表面粗化，（洗電）即為梨地處理，其利用荷性納：俗稱蘇打Soda，一般鹼，進行鋁材表面的一种化學侵蝕的前處理程序，在鋁與鹼進行化學的侵蝕反應中，會在素材表面上形成一不規則的梨面狀，此一過程即為梨地

12、處理。配制：使用98片鹼(Sodium hydroxide)於每天1000升的水中加入2550kg的純片鹼，其濃度約為25g/l-50g/l。或是使用液鹼(Sodium hydroxide liquid) 於每1000升的水中加入3672升的液鹼，其濃度約為36g72g/l。此一配制程式可獲得游離高鹼濃度成分25g50g/l。操作：溫度：500650C時間：5分20分之間,視溫度、濃度及表面粗化要求定。鋁含量：40g/l100 g/l.注意事項:因此一反應性屬於一放熱性質的反應，因此作業中要注意溫度的上升，如果溫 度太高應考慮加水或暫停作業，讓冷，卻在長時間停頓作業中，如欲重新作業，則需考盯加

13、熱，以加速粗化效果。在大量生產作業中，會產生許多煙霧，仴具有刺激性的味道，因此場內的排風，通風設備要力求完成備。在生產作業中會有氧化鋁的沉，如經過一段時間則需進行清槽的作業，以避免鋁泥的弟結，覺而影響作業生產。天於水洗廢液排放上要注意廢水處理的條件，以免造成嚴重的環境污染。注（一）；目前在鹼侵蝕的操作中因環保的，總是與產品品質的要求，溫度控制上的因素，已發展數种型態的添加劑，來克服上的，至於使何种添加劑，則需視生產系統而定，並無特別的規範。一般鋁材在進行梨地粗化牏前必需經過脫脂或硝酸浸漬，徹底水洗后才可以進入梨地作業，以防止素材表面因污而形成處理不良的缺陷。鹼性粗化程序，亦有潔凈鋁材的效果，故

14、如果使用的鋁材合金成份正確，則可獲得白色均一的表面，反之則否。（四）中和(Neutralising)此單元程序為將鋁材在經過前項處理程序中，所生成的黑渣，灰色渣，去除的操作程序，如經由化學拋光所產生的磷酸鋁膜，梨地處理的氫氧化鋁膜，及其合金成份中的鎂、矽的化合物所產生的雜質，以獲得表面潔凈,光澤，白色的鋁材表面。配制：1.硝酸法：一般上前皆使用些一方法，主要為方便，更可與硝酸脫脂法共同混用同一溶槽，節省槽體，其配制比便濃度與硝酸脫脂相同為25%50%濃度比。2.鉻酸法：此法用於化勢力光后的除渣作業，但因鉻酸為一劇互性，且污水排入的理理問題繁雜，目前已不使用。3.除渣劑法：由於經由硝酸做除渣膜的

15、作業，無法十分徹底的清除，為此遂發展出替的化學除渣劑，進行除渣程序。其點為效果較為顯者，管理不十分方便。某些藥劑更具有適化表材的作用，可增加陽极處理及后處理的效率。操作：將鋁材浸入溶液中，待完全浸滿為止，靜置，或上下搖動30秒至分之間即可，移入水洗槽，進行水洗，一般而言，些一步驟，不需在高溫中作業，使用一般室溫即可。注意事項：在管理上需經常分析，校正其濃度成份，唯有保持一定的標準，才可獲得一致的效果，如果深度不足時，需添加藥劑，以保持標準狀況中，。不可將鋁品在此溶槽中浸放太久，以免造成酸對素材表面的侵蝕，另亦影響光澤，如果欲等待進行下一程序，應將鋁材徹水洗拮放凈水中。（五）陽极處理(Anodi

16、zing)使用人工的方法在陽极上形成一層薄的氧化鋁膜，以利進插著色或止鋁材生成不規則氧化現象。配制：目前，最為廣用的方法為直流電硫酸法，因此法所形成的氧化膜具無色透明的特點，且也適合著色作業的操作。配液條件如下：標準條件硫酸190g/l220 g/l鋁含量5 g/l15 g/l溫度190C±20C電流密度75A/M2125 A/M2電壓12V20V電流直電流膜厚3.512m時間60分32分操作：將前處理完之鋁材，放入硫酸陽极處理槽內，鋁材為陽極，通入直流電流在根據所之單位電流，密度計算出此批量的總面積總電流量，依據所要求的膜厚度進行牏時間的設定。注意事項（）硫酸濃度：為確保陽极處理的

17、品質，硫酸深度需經常的分析，校正硫酸濃高 開形成的氧化膜孔洞的愈平均且成賀錐形，對著色作業有幫助。（）鋁含量：電解液中，因鋁會溶存的原因故會含有離子鋁，一般而言液中鋁離子之量在每升5g每升15g之間，但為求品質的穩定一般以4g/l12 g/l為作業條件鋁離子，低則要電解效率增強，對於若色能力降低，鋁離子高時則無法電解開成氧化膜不均一，因此將鋁含量控制於4g/l12 g/l間為最佳條件。（）電流強度：在高電流密度和一定膜厚下著色能力降低，因為鋁金屬本身僅能在硫酸中浸漬短時間。因此，一般在陽极處理中將電流密度設定於（）電壓：電壓依合金成份不同而異，一般都在12V20V之間，如果電壓異常的增高，則代

18、表電解液雜質成份增加，需更換新的電解液。（）提高溫度，可加速度硫酸自溶而形成多孔，與軟的氧化膜，而提高著色能力，但過高的溫度會在鋁品表面粉化現象，所以一般在隉极牏程序中將溫度設定於170C210C中，對於熱的傳導變應力求平均，故在溶中要有攪拌與冷卻還。其溫度差以為±20C為宜。（）時間與膜厚：氧化膜的厚度取決於電流密度與時間，一定電流密度則膜厚與時間，著色能力成正比，一般可依下列公式計算： 1 (膜厚)S(時間)= 至於膜厚的要求依需要而訂,一般在38m間。 0.3*0(電流密度)注意事項：陽极處理后，需充分徹底的水洗，方可進行下一作業程序，但水洗的時間不可過長，以防止早期封孔現象。

19、（六）電解著色(Electrolytic Colouring)電解著色包括第一次的一般陽极處理，經常是在一种硫酸電解質中，然后將鋁件於陽极處理后，轉移入含有金屬鹽的溶液槽中，其電流一般使用交流電，于鋁件上通過，且有一適當的相反電极，在這种條件下，金屬或金屬氧化物的分子會積存於陽极氧化膜孔隙的底部，並予積存形成的著色作用。配制：一般電解著色實務應用在古銅色與黑色的著色方面，而在此方面的藥劑調配可區分為下列數種：(1) 硫酸鎳30g/l、硼酸30g/l、硫酸胺15g/l、 PH值3.55.5;(2) 硫酸亞錫20 g/l、純化硫酸10g/l、酚硫酸10g/l 由此可得古銅色黑色(3) 硫酸亞錫2g/l、純化硫酸150g/l、酚硫酸1g/l 、PH(用純化硫酸調整)1.5由此可得古銅色黑色操作：電流密度根據顏色而變化，由約0.2A/d0.8 A/d(20 A/80 A/)所用電壓約在5V-25 V之間。色彩的深度由增加著色時間而增加，在任何特殊規定的條件下而為之，時間範圍在秒到分之間，而這電解質一般是與陽极處理電解質相同溫度條件。另外，為求著色的品質一致，目前皆會加入某些輔助性的添加劑，依使用系統而異。注意事項：著色液槽中不可攪拌，以免使金屬氧化物，因接觸氧而補過度氧化，唯有在加藥時，及作業前，利用輕微的攪拌，使藥液平衡即可。一般都可加裝