铝合金表面处理技术发展动向-金属工业研究发展中心.PDFVIP

產業評析 鋁合金表面處理技術發展動向 （一） 金屬中心ITIS 計畫 劉文海 出版日期：2011.07.29 一、前言 鋁的表面處理的種類概略有陽極氧化處理、化成處理、塗裝和電鍍，表面處 理的目的主要作為前處理的有脫脂和浸蝕的表面清淨化處理、研磨、去光澤， 著色等的裝飾處理以及陽極氧化、化成處理、塗裝之類的皮膜處理以賦予耐 蝕性、硬度、耐磨耗性、接著性、潤滑性、導電性、熱反射性、熱吸收性等 特殊機能，參見表 1 ，本文扼要說明各種鋁合金表面處理技術發展動向。 表 1 鋁表面處理的目的 Table1 The purpose of surface treatment of aluminum 處理 所賦予的機能 脫脂 除去油份或污染層 機械研磨 除去刮痕、去光澤 化學研磨 賦予光澤 化成處理 耐蝕性、附著性、接著性 陽極氧化 耐蝕性、裝飾性（色彩） 塗裝 耐刮性、耐磨耗性、接著性 電鍍 潤滑性、脫模性、導電性、熱吸收性、反射性等 資料來源： ，2007 二、陽極氧化處理 鋁合金在自然環境中，其表面會產生一層厚度約 20Å~40Å 之疏鬆鈍態氧化 膜，此氧化膜具有防止腐蝕之功效，但若處在環境不佳的條件下，所生成的氧化 膜亦會因剝落而失去防蝕保護之作用，因此在實用上均會進行「陽極處理」，主要 是藉由電化學反應，在鋁合金表面上產生一層緻密且均勻的氧化膜，該氧化膜是 由很多的微小六角型Al2O3 氧化物細胞所組成 ，每個六角型氧化物細胞中央有一小 --1 ITIS 智網 .tw 經濟部技術處ITIS 計畫成果，未經同意不得轉載 孔，小孔底部有一層障壁層與底材區隔 ，圖 1 為陽極處理之氧化膜內層結構 。陽 極處理可增強鋁合金的抗蝕性，同時，也可增加表面之耐刮性，陽極處理後的表 面耐刮硬度甚至比傳統烤漆強九倍；此外，另可藉由發色與封孔反應，使鋁材表 面呈現出多樣化的色澤，使產品更具有美觀度與高質感。 圖1 鋁材陽極處理之氧化膜層結構 資料來源：www.yuan - (1) 處理方法 鋁的典型表面處理－陽極氧化處理也稱為「Alumite 」，代表性的陽極氧化處理 方法如圖2 所示，係將前處理過的鋁材料浸漬在 15vol%的硫酸水溶液中作為陽極， 並以碳或鉛板作為對電極 ，通入直流電流而讓鋁表面長出氧化膜。 陽極氧化硫酸皮膜為多孔質，其單位細胞 （CELL ）內存在孔和阻障層，電流 即透過孔持續流通而使皮膜得以成長，一般在 20℃，15vol%的硫酸水溶液中進行 陽極氧化處理可以成長到 60μ m 左右的厚度。至於陽極氧化皮膜中單位細胞和孔 的大小，會因電解液的種類和電解條件而變化，例如使用磷酸浴所形成的皮膜的 孔比較大，因而其錨定效果變強，用於飛機作為塗裝打底即為一例。 2 產業評析 圖2 鋁材陽極氧化處理方法與反應 資料來源： ，2007 (2) 合金的適用性 根據合金種類的不同其陽極氧化皮膜的最終成品或是性質有時也會變化，例 如含多量 S