可靠及可預見的陽極處理設計

在設計與制作要求最為嚴格的陽極氧化發色處理系統後，我們熟悉到並不是所有的設備都需要復雜的控制系統。事實上我們的重點應放在工藝的開發和設計上，而不是竭力於控制系統。系統擁有1。33CPK的性能，必須將重點放在控制系統而非控制系統參數上。MIL、ASM、ASTM、SAE和ISO等行業標准所帶來的挑戰都可以得到解決，並可控制在工程陽極氧化環境中。在整個工藝中，掛具的設計、工件的放置、陰極的設計和範圍、冷卻系統和空氣攪拌系統的設計都是至關重要的。

掛具的設計和工件的擺放方式可帶來更高的電流密度，極力確保掛具的耐久性可縮短工藝時間。放置多種部件的夾具設計必須使其在轉換時無需費力便可接觸。合金的質量及放置方式是確保部件接觸的主要題目。陽極氧化膜的分布取決於工件密度傾向以及渡槽和陰極的設計。鈦夾具系統的持久耐用性使其可應用於大多數陽極氧化應用中，但在性能方面具有局限性。仔細地考慮設計及應用可促成成功的陽極氧化操縱。

陰極的設計基於夾具的構造和工件的密度。工件與陰極的比例最好為3：1，但並不是每次都能達到。初始的設計要求夾具外形內陰極的配置。開始的尺寸應不小於150mm，分布在夾具的底部和兩側。相對於控制整個掛具中陽極氧化膜分布的部件而言，陰極系統在調試中的位置應達到最大化。

三維立體設計通過公道利用專用泵浦中4：1高速攪流系統可增強研發冷卻系統。傳統的板框式熱交換器與藥水泵適用於電解質的冷卻降溫以及更為重要的工件中的冷卻分布。微型空氣攪拌、有利位置分布和均勻攪拌能極大地進步陽極氧化膜的表面粗糙度和質量。鑒於合金與工件的配置，III型陽極氧化可以達到145ASF（15。6A/Dm2）。常規的冷卻溫度即32華氏度（0攝氏度）適用於工件的平衡分布。在720安培/分產生1Mil的情況下，生產1Mil的工藝時間可以從常規的24ASF (15。6A/Dm2) 設計中的30分鐘縮短至5分鐘。

陽極處理鍍層著色

著色方法有電解(Electrolytic硬陽處理 procedure)，有機染色(organic dyes)，無機染色(inorganic p陽極處理igments)及電鍍金屬(Electrol電鍍ytically deposited metal)等方法

封孔(sealing)

封孔為陽極處理的後處理(postanodizing treatment) ，封孔是將鍍層的孔(pores)封住成為沒有吸附性的表面(nonabsorptive)或將一些物質滲入鍍層孔內以改變或改進鍍層特性
封孔過程(sealing process) 包括溶解氧化物(dissolution)及氫氧化物(hydroxide)再沉(reprecipitation)在孔內或將他的物質沉積在孔內而形成具有特性的致密表面

鋁陽極處理設備

1。電接觸(electrical contact):因陽極鍍層不易導電，所以鋁的表面最初就須完全接觸
2。掛具(racks):用鋁或純鈦做掛具，要避免過熱(overheating)及弧光(arcing)，鋁掛具會形成氧化物層可用苛性鈉(caustic soda)溶解掉再用
3。冷卻(coolin)及攪拌(agitation)，陽極處理會放出熱量，為維持操作溫度(operating temperature)需用冷卻蛇管(cooling coil )或熱交換器(heat exchanger)冷卻控制溫度，攪拌可用空氣或機械攪拌
4。槽裡襯(tank linigs):316不鏽鋼，銻鉛(antimonial lead )，碲鉛(Tellurium Lead)被用做襯裡及陰極，內襯(inert lining)可用橡膠(rubber)，塑料(plastic)，或玻璃(Glass)
5。電力供應(power supply):可由直流發電機(motor generators)或整流器(rectifiers)供應陽極處理所需要的電力， 一般需24v，但在硬質陽極處理及電解著色電壓可達到100v，最好能有定壓及定電流的控制(constant current and vo鋁表面處理ltage )
6。液霧排除(fume removal):需要有適當排風設備

鋁陽極處理電解液

1。傳統硫酸電解液(conventional sul鋁表面處理furic acid anodizing electrolyte):用在裝飾及防護(protective)，厚度陽極處理在2。5～30μm，其配方如下:
硫 酸 :H2SO4 12～25wt%
液 溫 21℃
電流密度 260A/m
電 壓 12～22V
鉻酸陽極處理電解液(chromic acid anodizing Electrolyte)此液較少用在裝飾性，主要用在塗裝，特別是軍事零件，鍍層厚度約10μm，其配方如下：
鉻 酸 c電鍍hromic acid 3～10%
液 溫 40 ℃
電 壓 慢慢調高 (30分鐘) 0～40V
電流密度 0。3～0。5A/dm2
磷酸陽極處理液(phosphoric acid anodizing Electrolyte)此液主要用在電鍍，產生大量的孔加強鍍層附著性，其配方如下：
磷 酸 Phosphoric acid 3～20 Vol %
液 溫 30～35℃
電 壓 50～60V
時 間 15～30min<
硬質陽極處理液(hard anodizing Electrolyte)此液系將氧化物膜溶解速率降低使氧化鍍層厚度大於250μm得到非常硬硬陽處理且耐磨的表面，其配方如下：
硫 酸 Sulfuric acid 15Vol
液 溫 temperature 0～3℃
電流密度 current density 2～2。5A/dm2
電 壓 20～60V
時 間 60～200分
草酸陽極處理液(oxalic acid anodixing Electrolyte)此液可得黃色鍍層(yellow coatings)比傳統硫酸液陽極處理鍍層硬，其配方如下：
草 酸 發色處理3～10 wt%
液 溫 24～35 ℃
電流密度 1～2 A/dm2
時 間 40～60分
硼酸陽極處理液(boric acid anodizing Electrolyte)此液主要用在制造電容器(electrical capacitors)，檸檬酸液(Citrates)及酒石酸液(Tastrates)也可用 。
磺化有機酸(sulfonated Organic Acid )硫酸混合陽極處理液，此液可得青銅(bronze)，金色(gold)，灰色(gray)及黑色陽極處理鍍層，其鍍層較傳統硫酸液的鍍層致密(dense)且硬(hard)

鋁陽極處理的應用

其用途如下各項
1。耐腐蝕(corr電鍍osion resistance):金屬的氧化物較金屬更安定，所以更耐腐蝕
2。塗裝附著性(paint adhesion) :太空及軍事零件規格
3。電鍍鋁:鋁經陽極處理後適合電鍍，因鋁陽極處理表面為不連續氧化鋁層陽極處理，含許多孔，在磷酸鍍液中會形成導電性變成可電鍍，而許多鋁表面處理孔產生內鎖反應(interlocking)鍍層附著性加強
4。裝飾(decorative appearance):用不同鋁合金，前處理，陽極處理系統可得非常耐久的各種裝飾性表面
5。電絕緣(硬陽處理electrical insulation):陽極處理鍍層絕緣性很好並可耐高溫而不必改變，應用在電容器(capasitor)工業上
6。照相底板(photographic substrates):陽極處理所形成的多孔表面，將感旋旋光性物質(light-sensitive materials)滲入孔中可得到如同照相底片(photographic film)
7。發射性及反射性(emissivity and reflectivity)太空(aerospace)，電子(electronics)及機械(machinery)等光熱應用上
8。耐磨性(abrasion resistance)，低溫(-4～10℃)的硫酸電解液陽極處理可得非常硬的陽極鍍層(hard anodic coating)具有耐磨特性，應用在齒輪(gears)，活塞(pistons)，葉片(fanblade)，燃料噴角(fuel nozzles)
發色處理9。表面分析(surface analysis):鋁基材在鉻酸(chromic acid)做陽極處理可檢測出表面缺陷(surface flaw)用來研究鋁材料的冶金性質(metallurgical characteristics)

鍍鉻的後處理：鍍鉻後的陽極處理

陽極處理目的，是為增加和加深鍍鉻後表面的細孔陽極處理。所用的電解液，與鍍鉻前的陽極刻蝕處理相同。
①產生點狀的細孔：
電解液溫度 47電鍍～55℃
電流密度 40～50A／dm2
處理時間(鉻層厚度在0．1mm以下時) 6～8min
處理時間(鉻層厚度在0．1mm以上時) 8～12min
②產生溝狀的鋁表面處理細孔：
電解液溫度 58～60℃
電流密度 55～67A／dm2
處理時間(鉻層厚度在0．1mm以下時) 3～4min
處理硬陽處理時間(鉻層厚度在0．1mm以上時) 5～10min
細孔的深度和間距：細孔的深度為0．005～0．2mm，或0．2mm以上，視鉻層厚度及陽極處理之時間長短而定。
鍍鉻後零件表面的網狀裂縫也不一樣，視電解情況而定。在一般壓力下工作並受摩擦的零件，最廣泛采用的是小的網狀裂縫，細孔的間距為0．1～0發色處理．5mm。