硬塗層陽極氧化是一種 III 型緻密均勻的氧化鋁塗層，可提高耐磨性、黏合強度和耐用性，並抵抗腐蝕損壞。
硬塗層或硬質陽極氧化厚度陽極氧化是緻密、厚的氧化鋁層。鋁 陽極氧化 分為三大類。 I型為鉻酸陽極氧化，厚度為0. 0001''。 II 型在北美也稱為硫酸陽極氧化，在 MIL-A-8625 中進行了描述，厚度為 1。薄硫酸陽極氧化標準為 MIL-A-8 II 型和 IIB 型、AMS 25（透明）、AMS 0.00007（染色）、BS EN ISO 0/001（美觀）和 BS 8625（結構）。
第三層或硬質陽極氧化層較厚，厚度在 13 至 150 微米（0.0005 至 0.006 英吋）之間。它使用硫酸和低溫浴。厚硫酸陽極氧化標準為MIL-A-8625，類型 III； AMS 2469； ASTM B580，A 型； ISO 10074； MIL-A-63576；和 AMS 2482。
了解硬塗層陽極氧化
硬質陽極氧化
硬質陽極氧化膜是鋁零件表面上一層堅固而緻密的氧化鋁層。該過程需要將鋁浸入酸浴中並通過電流。
電解過程使鋁形成自己堅固而厚的陽極層，從而強化塗層。標準陽極氧化過程是在低壓和高溫下完成的，而硬塗層陽極氧化過程是在低溫和高電壓下完成的，因此形成的表面更堅硬、無孔且更耐磨。這種方法除了提高零件的耐磨性和耐腐蝕性外，還增加了其硬度。此外，它還允許使用染料，提供多種顏色以增強織物的外觀。 （學習更多關於 阿洛丁與陽極氧化 塗料）
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鋁硬塗層陽極處理工藝
硬塗層陽極氧化鋁零件
複雜的陽極氧化在鋁部件上形成受控的氧化層。此工藝既經濟又有助於延長塗層的使用壽命。這是一個關於如何努力的過程簡介 陽極處理顏色 鋁。
前處理
陽極氧化鋁的第一個過程是對零件進行脫脂和除垢。這樣可以洗掉元件表面的油脂和其他污垢。緞面加工是透過蝕刻完成的，會產生暗淡的表面。它使用熱氫氧化鈉來清潔表面的瑕疵。光亮精加工採用磷酸和硝酸來獲得近乎鏡面的表面。此過程精煉並淨化鋁表面。
流程大綱
硬塗層陽極氧化是透過鋁金屬被氧氣氧化而發生的。它使用硫酸和低溫。步驟如下：
- 將鋁件疊起來製成陽極並放入硫酸中。酸浴的酸和溶解鋁含量為每公升180至200克。
- 在氣泡的幫助下攪拌硫酸溶液。
- 循環將酸冷卻至接近冰點或變得更加固態的溫度。反應所需的氧氣來自硫酸浴。
- 氧氣與鋁反應，產生一層堅固的氧化層 陽極氧化鋁。這種情況發生在 100 伏特或更高的電壓等級以及 24 至 40 A/ft2 的電流密度下。
- 繼續施加電流，直到生長出所需的氧化物厚度。工作溫度仍在-2 至0°C 之間。
- 塗層以化學方式沉積在基材上，從而產生硬塗層陽極氧化。硬質陽極氧化層的厚度為 0.0005 至 0.006 英寸，範圍為 13 至 150 微米。更厚的薄膜是通過更高的電壓和使用製冷罐製成的。
哪些產業使用硬塗層陽極處理？
硬塗層陽極氧化是各行業最通用的陽極氧化製程之一。此技術主要適用於鋁、鈦和鎂等金屬，但陽極氧化主要針對鋁進行。它將這些材料的外層轉變為耐腐蝕、不導電的層，在某些情況下也轉變為裝飾層。由於保護和美觀的特點，硬塗層陽極氧化在不同行業中很受歡迎。例如，光學產業為惡劣的操作環境製造高強度且精確的零件。在國防工業中，硬塗層陽極氧化為軍事設備提供在最惡劣的環境中有效運作所需的保護和耐腐蝕性。
建築行業
在建築業中，陽極氧化鋁用於建築內外裝飾；它具有保護功能並賦予建築物現代外觀。醫療產業也將從這一過程中受益匪淺，因為它確保所使用的醫療器材不僅具有防腐性，而且具有生物相容性且易於消毒。
航太
陽極氧化航空航天零件
硬塗層陽極氧化用於航空航天工業，以增加零件的硬度和耐腐蝕性能，例如飛機的起落架、液壓和結構零件。這些塗層可以承受飛行過程中最可能出現的條件，提供持久的運作可靠性和安全性。
汽車
陽極處理汽車零件
在汽車工業中，硬塗層陽極氧化對於增加氣缸、氣缸套和引擎內部零件材料的磨損和保護至關重要。該工藝提高了與摩擦和機械應力接觸的汽車部件的耐用性；因此，提高了車輛的性能和可靠性。
醫療器械
精密醫療陽極氧化
醫療器材採用硬塗層陽極氧化塗層，增加其硬度、防腐性和生物相容性。這種表面處理有助於防止醫療敏感設備受到化學品的影響和損壞，從而在設施中有效、安全地使用。
消費性零件和硬體
硬塗層陽極氧化對於消費品和常用硬體（例如液壓缸和齒輪）很有幫助。它透過在這些零件上形成長效抗磨層來實現這一點，這意味著它們不會磨損太多，並且設備的效率得到提高。
硬塗層精加工的優點
硬質陽極氧化厚度塗層具有多種優點。一些預期的好處包括：
- 耐腐蝕性能
硬質陽極氧化塗層非常耐腐蝕；它們可以輕鬆通過嚴格的測試，例如 1000 小時 5% 鹽霧測試 (ASTM B-117)。這使得它們適合暴露在惡劣條件下的應用，以延長使用壽命而不生鏽。
- 硬度
硬質陽極氧化鋁的顯微硬度在500至530VPN之間。這種硬度是均勻的，不依賴鍍層的厚度；它可以達到 1.5 密耳的值，這為材料提供了足夠的硬度，同時使其能夠承受磨損。
- 耐磨性
硬質陽極氧化塗層的耐磨性是標準陽極氧化鋁的十倍。測試充分說明了這一點，在相同的磨損過程中，與氰化物表面硬化鋼相比，堅固的陽極氧化鋁具有相對較低的磨損率。
- 公差
硬質陽極氧化會產生薄而一致的塗層，該塗層也遵循零件的輪廓，並且可以達到脆弱的公差。這使得它適合用於形狀複雜的零件，因為它可以提供均勻的層和屏蔽。
- 耐熱性
塗有硬質陽極氧化塗層的區域可以在短時間內承受高達 2000 攝氏度的溫度。這種耐熱性是由於塗層的非反應性。因此，它可用於塗層必須暴露在高溫下並正常發揮作用的應用中。
- 電學特性
硬質陽極氧化塗層具有良好的電絕緣性，與玻璃和瓷器一樣好。這些材料因具有極高的電阻率而聞名。因此，它們可用於電氣部件和需要絕緣的用途。
- 熱性能
硬質陽極氧化塗層具有低電導率、低膨脹率和高熱發射率。黑體的發射率方法，具有厚度和散熱性，無需進一步染色即可增強。
這些特性使得硬質陽極氧化塗層成為需要高性能硬度、耐磨性、耐熱性和導電性的行業的首選。
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高效硬塗層陽極處理考慮的因素
在決定採用硬塗層陽極氧化時，應考慮一些方面，例如材料的兼容性、表面處理的質量，當然還有製程成本與其所提供的優勢。
材料選擇
硬塗層陽極氧化最適合鋁基材，因為它們對製程有良好的反應。也可以使用硬塗層陽極氧化進行陽極氧化的其他類型的金屬有：
- 鎂
- 鈦
- 不銹鋼
- 銅
這些材料具有天然氧化層和與氧的高親和力，可增強金屬的強度和耐腐蝕性。
表面處理
擁有良好且光滑的表面以進行陽極氧化是非常重要的。這種製備方法降低了塗層厚度不均勻或塗層黏合不良的可能性，從而提高了零件的效率和外觀。
成本和時間效率
儘管與其他表面處理相比，硬塗層陽極氧化更昂貴且耗時，但它通常提供的好處可以抵消成本。提高部件在承受高應力的條件下的強度和可靠性；因此，它適合在關鍵應用中使用。 （閱讀更多關於 陽極處理與粉末塗層)
硬塗層陽極氧化的具體標準
這是硬質陽極氧化 陽極氧化過程涉及的標準；
- MIL-A-8625，類型 III： 規定了不同經濟部門的硬度和腐蝕標準。
- AMS 2469： 制定了鋁合金陽極氧化的技術規格。
- ASTM B580，A 型： 制定如何在鋁表面進行陽極塗層的指南。
- ISO 10074： 提供硬塗層塗飾工藝的全球標準。
- MIL-A-63576（PTFE 密封）： 描述了密封 PTFE（聚四氟乙烯）以提高潤滑性和耐磨性的程序。
- AMS 2482（PTFE 密封）： 對陽極氧化表面上的 PTFE 密封提出了更多要求，以滿足低摩擦應用的需求。
結論
硬塗層整理 是增強金屬零件及其耐磨性和耐腐蝕性的最佳方法之一。該工藝適用於許多行業，例如航空航天和醫療器械，因為它可以延長零件的使用壽命和效率。如果需要對暴露在苛刻條件下的零件進行硬表面處理，可以依靠硬塗層陽極處理。
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常見問題
Q1.硬塗層陽極氧化能持續多久？
硬塗層陽極氧化的耐久性取決於許多因素，可以相對較短或相當長。根據條件的不同，可能需要幾十年的時間。這取決於環境條件和表面可能遭受的磨損量。在溫和的環境下，它的使用壽命會更長。在極端條件下，它可能會惡化得更快。這使其成為許多應用的長期解決方案。
Q2。硬塗層陽極氧化過程需要多長時間？
硬塗層陽極氧化所需的時間取決於以下因素：塗層的厚度、電壓、電流密度和所用電解液的濃度。洗澡的水溫也有影響。一般來說，需要使用特定的公式來計算所需的時間。這使得每次進行的實驗的結果都是準確且一致的。
Q3。硬塗層陽極氧化表面會生鏽嗎？
不會，硬塗層陽極氧化表面不會生鏽。生鏽通常發生在鋼鐵中，而陽極氧化在鋁的表面形成一層。此層有助於避免導致金屬生鏽的氧化。因此，陽極氧化鋁可以長期保持不腐蝕且堅固。
Q4。硬塗層處理是永久解決方案嗎？
不，它不是永久性的，但它為鋁材料的表面提供了持久的保護。陽極氧化層不是永久性的，可能會逐漸磨損或損壞。它也受到業務組織內部或外部環境因素的影響。儘管如此，它在數年內仍然是一種持久且有效的治療方法。暴露的鋁會自然形成氧化層，但強度不如硬塗層。
Q5.硬塗層陽極氧化材料是否導電？
不，陽極氧化層不導電。儘管基底金屬是導電的，但表面的陽極氧化層是絕緣層。這使得陽極氧化表面在需要電絕緣的應用中非常重要。
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