产品结构设计·铝合金表面处理工艺专题分享

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铝合金表面处理分类铝合金表面处理分类氧化二次氧化表面拉丝喷砂高光喷涂/印刷氧化铝合金表面很容易生成一层极薄的氧化铝膜(0.01-0.02um),有一定的抗腐蚀能力，但由于这层氧化膜是非晶的，使铝件表面失去原有的光泽。此外，这种氧化膜疏松多孔，不均匀，抗腐蚀能力不强，容易沾染污迹。因此，铝合金制品通常要进行特殊的氧化处理，在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。氧化的工艺流程 脱脂→碱蚀→阳极氧化→活化→染色→封孔脱脂：脱脂又叫除油，是氧化前的一项重要工序， 铝及铝合金表面脱脂有，有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。在这些方法中，以碱性溶液特别是热的氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。碱蚀：是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。

阳极氧化：一般原理：是以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。阳极氧化按电流形式分为：直流电阳极氧化，交流电阳极氧化，脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。直流电硫酸阳极氧化 ：作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。随着氧化时间的延长，膜的不断溶解或修补，氧化反应得以向纵深发展，从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。其内层（阻挡层、介电层、活性层）厚度至氧化结束基本都不变，位置却不断向深处推移；而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。

活化：阳极氧化后，在着色之前，可用酸液处理，把氧化膜活化，使一些阳极氧化膜的物质溶解，使氧化膜的孔隙率增加，从而提高吸附燃料的能力。染色：有化学染色法和电解染色法化学着色法工艺简单、控制容易、效率高、成本低、设备投资少、着色色域宽、色泽鲜艳。对膜厚的要求:必须有足够的厚度，具体厚度要与染色的色调而定，暗色要求较厚的膜，浅色要求较薄的膜；氧化膜必须有足够的孔隙和吸附能力；氧化膜应均匀，膜层本身的颜色适应于进行着色处理。

封孔：为了提高铝件质量和染着色牢固，着色后必须将氧化膜层的微细孔隙予以封闭，经过封闭处理后表面变的均匀无孔，形成致密的氧化膜。染料沉积在氧化膜内再也擦不掉，且经封闭后的氧化膜不再具有吸附性，可避免吸附有害物质而被污染或早期腐蚀，从而提高了阳极氧化膜的防污染、抗蚀等性能。常用的着色后的封孔方法有水合封孔、无机盐溶液封孔、透明有机涂层封孔。

氧化后的效果

二次氧化在电子产品上有许多文字符号是凸起的，有两种方法可以做出这种效果：二次氧化和冲压。一般来说二次氧化出来凸字是为了得到亮面效果，字体可以做到很小，由于是腐蚀去材料，高度一般比较小，太高了就浪费铝材。冲压出来的凸字体不能太小，不然五金模具制作困难，可以拉伸比较高，再进行高光切削形成高亮斜纹。

如上图，先对铝壳进行氧化，整个铝壳被腐蚀去材料，表面成光亮状。再用特殊的防氧化腐蚀的油漆丝印出字体，再将整个壳体进行二次氧化。没有丝印的地方再次被腐蚀去材料，使字体凸现出来。最后用酒精清洗掉凸字上的油漆，使凸字上的亮面显示出来。二次氧化效果

表面拉丝根据铝合金件的装饰需要，其表面可以制成直纹、乱纹、螺纹、波纹和旋纹等几种表面拉丝效果，如下图

直纹拉丝：直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在现有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝：乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。螺纹拉丝：螺纹拉丝是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌面上，与桌子边沿成60度左右的角度，另外做一个装有固定铝板压茶的拖板，在拖板上贴一条边沿齐直的聚酯薄膜用来限制螺纹竞度。利用毛毡的旋转与拖板的直线移动，在铝板表面旋擦出宽度一致的螺纹纹路。波纹拉丝：波纹拉丝一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹拉丝：旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。喷砂喷砂处理是为了获得膜光装饰或细微反射面的表面，以符合光泽柔和等特殊设计需要。同时，可以使丝印时印料和承印物的结合更牢固。喷砂通常在专用喷砂机内进行。根据砂面粗细程度的要求，选择适当目数的石英砂，喷制成适当的砂面。均匀适度的喷砂处理，基本上可以克服铝材表面的常见的缺陷。

注意：整个壳体先进行喷砂处理，然后冲压出凸字，再进行高光处理虹吸式干喷砂机湿式喷砂机

高光高光是在机床上用刀具，在铝件的边，凸字等需要作显眼处理的地方，进行铣加工后的效果。通常的效果有亮边（C角），亮面，CD纹。

高光是铝件比较靠后的工序，亮边处理一般是在平板型的铝件上进行，高光前先要加工比较精密的治具，在治具里面开孔，用真空吸住。亮边C角的角度由选用不同角度的铣刀来决定，将铝件亮边的轨迹输入CNC中，铣刀沿着这个轨迹来完成加工。铝件的轮廓设计时最好不要有拐弯，如不能避免拐弯也要尽量大些，因为铣刀在拐弯处容易铣出大小边。铝件设计时面积不能太小，要留足够的真空吸附面积，不然在加工时铝件吸不住，也会出现大小边。亮边处理后再进行折弯处理，可能会造成铝件的损伤；如先折弯后亮边，边宽会不同。CD纹是用铣刀在铝件上划一系列的同心圆。喷涂、印刷铝合金的喷涂，印刷和塑胶相类似，喷涂有烤漆（液体）和喷粉（固体），印刷有丝印和移印，印刷后不用过UV油。