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黑色陽極氧化鋁:您需要知道的所有事情

作者: 鄧耀祖
發表於:2024-07-12

「製造的鋁製零件透過黑色陽極氧化製程獲得了具有保護性和吸引力的表面。它具有黑色啞光錶面,具有更高的耐腐蝕性、耐磨性和耐磨性。

黑色陽極氧化是一個更具體的過程,涉及 陽極氧化 鋁製零件,然後將其染成黑色。有必要將其與黑色氧化塗層區分開來,黑色氧化塗層不適用於鋁材料。 

鋁陽極氧化可提高鋁的表面硬度、耐磨性和耐腐蝕性。當陽極氧化層被染成黑色時,它還具有其他優點,例如更好的吸收光的能力和更好的散熱能力。本文將提供有關黑色陽極氧化的信息,並將討論該工藝的完成方式、黑色陽極氧化的優點以及該工藝的缺點。

 

什麼是黑色鋁陽極氧化製程?

黑色陽極氧化鋁

黑色陽極氧化是一種電化學工藝,可在鋁部件上形成保護性氧化層,然後將零件染成黑色,以獲得均勻、光滑的外觀。該工藝顯著提高了鋁的強度、防腐蝕能力和美觀的外觀,這也是其廣泛應用於許多領域的原因。形成的陽極氧化層堅硬且耐磨,使鋁部件承受各自應用的挑戰。

 

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如何對鋁進行陽極處理?逐步指南

黑色陽極氧化從正常的陽極氧化過程開始,然後 陽極氧化鋁 透過形成的氧化鋁層的孔隙浸入黑色染料中。以下是建立該專案所涉及的步驟 鋁陽極氧化顏色.

過程按以下步驟進行; 

  1. 陽極氧化

鋁部件浸入酸性電解質溶液中,成為電池的陽極。電流通過鍍液,氧分子與鋁表面相互作用。此反應在表面產生一層氧化鋁,該層進入鋁中並形成多孔層。  

  1. 染色 

陽極氧化後,鋁表面變成半多孔,現在準備好接受黑色染料。陽極鋁染色黑色主要有以下三種技術: 陽極鋁黑色染色主要有三種技術:  

2.1.電解染色

鋁電解染色

在此方法中,將陽極氧化的鋁部件浸入具有重金屬鹽和不銹鋼電極的第二電解槽中。鋁部分是電池的陰極。在電解過程中,錫、鎳或鈷等金屬鹽沉澱到氧化鋁層的孔隙中。該技術以製造具有良好色牢度的零件而聞名。 

2.2.無機染色

無機染料不溶於水,對有色材料具有優異的牢度。例如,硫化鈷可用於將陽極氧化鋁著色為黑色。這種方法還有助於使顏色更持久,並且不會像通常情況那樣很快褪色。  

2.3.有機染色

水溶性有機染料在使用前必須溶解在溫水中,這使得它們非常耗時。將陽極氧化的鋁零件放入染浴中,染料能夠滲透到鋁的孔隙中。黑色顯色程度與織物在染浴中停留的時間成正比。  

  1. 封口 

封孔是黑色陽極氧化過程中進行的最後一道工序。這涉及密封氧化鋁層中的孔以保留黑色染料。通常將零件浸入醋酸鎳或酸浴中,以幫助塗層硬化。進行密封是為了防止染料被洗掉並確保顏色持續更長時間。 

因此,以下步驟可在不同用途的鋁部件上形成黑色、耐腐蝕、耐用的表面。

 

鋁常用的陽極氧化材料有哪些種類?

最普遍的 黑色陽極氧化鋁 類型包括;

I型:鉻酸陽極氧化

I 型也稱為鉻酸陽極氧化,涉及使用鉻酸作為電解質溶液。這適用於需要非常薄的防腐蝕保護層的情況。然而,這種類型不會像 II 型或 III 型那樣產生耐磨或深黑色的表面,這意味著它不適合創建深黑色外觀。  

第二類:硫酸陽極氧化

硫酸陽極氧化(或 II 型)是最常用的製程。此過程類似於 I 型,但使用硫酸電解質溶液創建更緻密的氧化層。它提供了具有良好防腐性能的耐磨表面。 II 型陽極氧化可以根據所使用的染料產生一系列顏色,並且可以產生黑色。  

類型 III:硬質陽極氧化或硬塗層陽極氧化

硬質陽極氧化

第三種類型稱為 III 型,或硬質陽極氧化或 硬塗層陽極氧化,形成最厚、最強的氧化層。此製程使用較高的電流密度和較低的溫度來產生堅硬、耐磨的層。硬質陽極氧化鋁非常適合需要具有挑戰性的零件且耐腐蝕和耐磨的行業。  

PTFE(特氟龍)浸漬陽極氧化

此製程涉及在陽極氧化層中使用聚四氟乙烯 (PTFE)(稱為特氟隆)。 PTFE 浸漬陽極氧化可提供低摩擦、不沾表面,這對於低摩擦和磨損至關重要的應用非常有用。該技術可與黑色陽極氧化一起使用,以提供具有改進性能屬性的黑色表面光潔度。 

可以選擇不同類型的黑色陽極氧化來滿足預期應用的特定性能和外觀需求。

 

黑色陽極氧化鋁製程的優點

將黑色陽極氧化鋁與未經處理的鋁進行比較時,可以注意到以下優點。 

易於維護 

黑色陽極氧化鋁易於維護。它不易因搬運、安裝或清潔而磨損或損壞。通常用水和溫和的肥皂清洗就足以恢復其外觀。如果是複雜的污漬,可以使用溫和的磨料清潔劑,以免損壞物品的表面。 

更好的腐蝕防護: 

黑色陽極氧化鋁的另一個好處是它比普通鋁提供更好的腐蝕保護。鋁本身不會生鏽,但容易受到空氣、鹽、水分和其他腐蝕劑的腐蝕。陽極氧化層形成厚厚的氧化層,可顯著減少腐蝕的可能性。 

易於染色 

與典型的鋁不同,黑色陽極氧化鋁經過染色後具有不同的顏色。陽極氧化形成粗糙的表面,很容易吸收染料,因此可以產生的顏色遠遠超過噴漆產生的顏色。與裸鋁表面的天然鉻般光澤相比,這是一個很大的優點。 

潤滑 

陽極處理工藝 在鋁上形成粗糙表面,該粗糙表面適合容納潤滑劑。這使得黑色陽極氧化鋁易於潤滑。與普通鋁不同,它具有光滑的表面,不能容納潤滑油膜或油。 

優異的附著力  

鋁的陽極氧化部件具有多孔氧化物表面,這使其對底漆和黏合劑具有更好的附著力。這些孔隙使得液體、底漆和黏合劑能夠滲透到其中,從而改善黏合過程。這使得黑色陽極氧化鋁板非常適合任何需要牢固黏合的應用。 

陽極氧化零件的美觀 

陽極氧化鋁可賦予一系列顏色和光澤度,同時又不失金屬外觀。該工藝最大限度地減少或消除了其他類型塗料中常見的色差,並提供了優於其他類型塗料的均勻、美觀的表面效果。健康與安全 陽極氧化過程安全無毒。陽極氧化表面也穩定、耐熱且不會分解,因此可以安全地用於不同的應用。此外,該過程強化了自然形成的氧化層,並且不會產生有毒化合物。 

能源效率  

鋁是良好的電導體,陽極塗層提供絕緣。這些可用於開發節能的系統和設備。例如,金屬可用於滿足導電和結構需求,而陽極氧化層可提供所需的絕緣性。這些優點使黑色陽極氧化鋁成為各行業非常有用且廣受歡迎的材料。

 

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黑色陽極氧化鋁製程的缺點

儘管黑色陽極氧化鋁具有許多優點,但它也有一些應考慮的缺點。  

工藝複雜  

陽極氧化很複雜,需要在陽極氧化和染色之前對鋁進行徹底的清潔和準備。如果該製程控制不當,結果通常是覆蓋率低且保護不足。黑色陽極氧化是一個精細的過程,需要訓練有素的人員和優質設備才能生產高品質的零件。  

容易褪色  

黑色陽極氧化鋁也會隨著時間的推移而褪色,尤其是在戶外環境中使用時。染色過程中常用的有機染料對紫外線非常敏感,無法長期承受紫外線的影響。此外,如果陽極塗層較薄或密封不好,在強光下可能會褪色或滲色。為了使顏色盡可能持久,所使用的染料必須是最好的質量,並且所使用的密封方法必須非常堅固。 

表面裂紋  

熱循環也會導致黑色陽極氧化鋁陽極塗層失效。鋁基板和陽極塗層的熱膨脹係數並不相同,這會導致陽極塗層表面形成裂縫。 

材料限制  

黑色陽極氧化僅適用於某些金屬,主要是鋁、鎂和 鈦陽極氧化。另外,並不是所有的鋁合金都可以進行陽極處理。該工藝對於 5、6 和 7 系列鋁材來說通常是成功的,其中 6 系列最受歡迎。這項限制限制了黑色陽極氧化僅適用於特定類型的鋁合金。 

儘管如此,黑色陽極氧化鋁由於其硬度、防腐性和外觀的改善而被廣泛應用於各種應用。儘管如此,為了提高黑色陽極氧化鋁零件的耐用性和效率,理解這些問題至關重要

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比較黑色氧化塗層和黑色陽極氧化 

製造商之間始終存在一個問題:黑色氧化塗層或黑色陽極氧化哪個更好。下面是兩個過程之間的比較。  

黑氧化膜  

黑色氧化處理

黑色氧化塗層也稱為黑化,適用於黑色金屬、不銹鋼、銅基合金、銅、鋅和銀焊料。它為金屬提供中等程度的腐蝕保護、抗反射特性和美觀吸引力。黑色氧化塗層涉及化學轉化過程,根據應用溫度分為熱、中溫和冷三種。  

黑色陽極處理  

黑色陽極氧化是一種電化學工藝,用於增強鋁的外觀和強度。它所形成的表面層對環境條件有強烈的保護作用。為了獲得最佳效果,鋁表面必須充分清潔,表面上沒有污染物,並在陽極氧化前充分乾燥。 

這兩種工藝都是有益的,並且根據材料及其預期用途來使用。了解這些差異有助於製造商選擇滿足其需求的最合適的方法。 

 

黑色陽極處理的應用  

以下是黑色陽極氧化表面處理的典型應用。

  1. 架構增強: 黑色陽極氧化飾面在建築用途中非常流行,用於外部建築產品,例如窗戶、排水溝、車庫門、裝飾線條、標誌、欄桿和門。它因其美觀和性能而受到青睞,並且經久耐用。 
  1. 汽車零件: 在汽車工業中,黑色陽極氧化表面處理因其能夠承受天氣和化學因素而被用於許多零件。其中一些是揚聲器格柵、踏板、變速桿和格柵裝飾。黑色塗層不僅增加了美觀價值,還可以保護汽車應用的惡劣環境。 
  1. 醫用器材: 黑色陽極氧化表面處理非常適合用於醫療用品和設備。它還無菌、耐腐蝕、耐衝擊;它用於輪椅、手杖、醫療器材和氧氣罐等物品,以確保它們在醫療領域持久可靠。 
  1. 電子外殼: 電子產品適合使用黑色陽極氧化鋁,因為它重量輕,是良好的熱導體,並且可重複使用。智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦和立體聲設備的電子外殼均採用黑色陽極氧化表面製成,無論是外觀還是性能。 
  2. 工業機械: 黑色陽極處理廣泛應用於工業領域的設備和機械零件。該材料除了具有耐化學性和耐磨性外,還具有良好的機械性能;它用於製造閥門、滾子、滑輪、墊圈和蓋子等,以承受嚴格的工業使用。

 

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