以下這個圖片是常見金屬表面處理的效果參考。作為產品設計人員,應該了解不同工藝的局限性,因此將重要點說在前面:

  1. 鋁合金的表面處理通常是陽極氧化,不適合電鍍。
  2. 鋅合金壓鑄的常用表面處理是電鍍,不適合陽極氧化。
  3. 鋁合金壓鑄件也不適合陽極氧化效果比較差,對外觀要求高者慎用。

常見金屬表面處理效果

通常金屬合金表面處理會選擇電鍍或者陽極氧化,這兩種工藝有什麼區別呢。

第一:處理方法不同

電鍍是將待電鍍材料作為陰極,與鍍層金屬的相同的金屬材料作為陽極(亦有採用不溶性陽極),電解液為含有的鍍層金屬離子的溶液;陽極與陰極間輸入一定的電流。鍍層材料與待電鍍的材料是不同的兩種材料,如鈹銅鍍鎳,鈹銅為基材,鎳為鍍層。

陽極氧化利用化學或電化學處理,使金屬表面生成一種含有該金屬成份的皮膜層。待處理的材料作為陽極,在特定的電解液中通過外加電流使其表面形成膜層的一種材料保護。如鋁合金氧化,在是在鋁合金表面形成一層氧化鋁的薄膜,氧化鋁化學性穩定,不會再氧化,不受酸腐蝕,還可以染成各種顏色。

電鍍效果

第二:處理對象不同

電鍍方法處理的對象主要是金屬,也可以是非金屬。最常使用的電鍍鍍層金屬為鎳、鉻、錫、銅、銀及金等。也就是經常說的鍍鎳、鍍鉻、鍍金等。

陽極氧化處理則是金屬表面處理的方法。大多數金屬材料(如不鏽鋼、鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金、鈦合金)都可以在適宜的電解液中進行陽極氧化處理。

第三:處理原理不同

電鍍是電鍍材料作為陰極,陽極氧化帶處理材料作為陽極

電鍍是由於電荷效應,金屬陽極離子向陰極移動,並在陰極得到電子而沉積在待鍍材料上。同時陽極的金屬溶解,不斷補充電解液中的金屬離子。

首先電鍍液有六個要素:主鹽、附加鹽、絡合劑、緩衝劑、陽極活化劑和添加劑。

電鍍原理包含四個方面:電鍍液、電鍍反應、電極與反應原理、金屬的電沉積過程。

陽極氧化是利用鋁合金其易氧化之特性,藉電化學方法控制氧化層之生成,以防止鋁材進一步氧化,同時增加表面的機械性。

陽極氧化效果

一般來講陽極都是用鋁或者鋁合金當作陽極,陰極則選取鉛板,把鋁和鉛板一起放在水溶液,這裡面有硫酸、草酸、鉻酸等,進行電解,讓鋁和鉛板的表面形成一種氧化膜。在這些酸中,最為廣泛的是用硫酸進行的陽極氧化。

鋁合金陽極氧化技術是目前應用最廣且最成功的, 鋁合金陽極氧化可以大大改善表面硬度、耐磨損性等指標。

氧化膜薄層中具有大量的微孔,可吸附各種潤滑劑,適合製造發動機氣缸或其他耐磨零件;膜微孔吸附能力強可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金(如鋁、鎂及其合金等)都可進行陽極氧化處理,這種方法廣泛用於機械零件,飛機汽車部件,精密儀器及無線電器材,日用品和建築裝飾等方面。

為什麼鋁合金不適合電鍍呢?

鋁的化學性比較活潑,如果電鍍,在酸性電解液中,陰極上鋁離子在獲得電子還原的同時,就生成鋁鹽和氫氣。如果是鹼性電解液,就生成氫氧化鋁和氫氣。因此,鋁不能夠用電鍍的方式得到鍍層。這和電解食鹽水得不到金屬鈉,而是得到氫氧化鈉是一個道理。

需要注意壓鑄鋁合金氧化表面效果不佳

鑄造鋁合金和壓鑄件一般含有較高的硅含量,陽極氧化膜都是呈深色的,不可能得到無色透明的氧化膜,隨著硅含量的增加,陽極氧化膜的顏色從淺灰色到深灰色直至黑灰色。因此鑄造鋁合金不適合於陽極氧化。

但是鋅合金壓鑄件做陽極氧化處理的效果會特別差勁,做出良品率非常低,陽極氧化處理也是個非常繁瑣的過程。鋅合金壓鑄件通常還是用電鍍的表面處理工藝。


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