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陽極酸化とは何ですか?プロセス、種類、利点、 用途

1. 陽極酸化とは何ですか?

金属部品や製品の耐食性や表面強度を高めるために製造工程で行われる表面処理です。陽極酸化プロセスでは、電解メカニズムを使用して基板上に酸化層を作成します。

2. 陽極酸化はどのように行われるのですか?

陽極酸化プロセスは電解原理に基づいて行われます。アルミニウムなどの基板は正極に接続され、アノードとして機能します。一方、導電性の高い材料はカソード(陰極)として機能します。たとえば、アルミニウムまたはステンレス鋼は、アルミニウムの陽極酸化に適した陰極です。したがって、H2SO4 (15-20重量%)、CrO3 (3-10%)、およびH3PO4 (5-10%)がこのプロセスに一般的に使用される電解質です。

1) 準備と掃除

陽極酸化層を塗布するには、均一で滑らかな表面が不可欠です。
これは、機械的処理と化学洗浄によって実現されます。研削、ビードブラスト、ラッピング、研磨などの機械的表面処理により、表面の凹凸や欠陥が除去されます。アルカリまたは酸による洗浄により、グリース、油、汚れ、その他の汚染物質が除去され、その後、脱イオン水ですすいで残留洗浄 剤が除去されます。

2) 電気化学プロセス

陽極酸化する部分が陽極となり、もう一方の導電性の高い金属が陰極となり、両方とも電解槽に浸漬されます。この電解装置に電流が流れると、陽極が酸化して電子を失います。
次に、金属イオンは酸素イオンと反応し、酸素イオンはその正電荷により金属イオンに向かって移動します。ここで、O²⁻は電解質の解離から生じます。アノードでは、これらが金属イオンと反応して固体の金属酸化物層を形成します。
 

3) カラーリング

染色: 多孔質層が染料を吸収し、部品を染浴に浸すことでさまざまな色を実現できます。
電解着色: 金属塩が層の細孔​​に電気化学的に堆積され、色あせのない色が長持ちします。
 

4) シール

陽極酸化プロセスでは表面の細孔に染料が生成され、これらの細孔によって腐食、傷、汚れが形成されるリスクを避けるために密閉が不可欠です。密閉が不十分または密閉されていない場合、多孔質金属酸化物層に塵や破片が蓄積する可能性があります。
陽極酸化表面は、コールドシール、中温シール、ヒートシールなどのさまざまな技術を使用してシールできます。
 

3. アルマイトの種類

陽極酸化プロセスには、酸浴の種類と厚さの能力に基づいて 4 つのタイプがあります。これらは、タイプ I、タイプ II、タイプ II、およびリン酸陽極酸化として知られています。

クロム酸アルマイト(I種)

タイプ I (クロム酸陽極酸化処理) は、特に装飾用途や一部の機能用途で薄い層が必要な場合に最適です。ただし、封止後はタイプ II、またはハードコートの性能を模倣することができます。層の厚さの範囲は 0.00002 インチから 0.0001 インチです。

硫酸アルマイト(Ⅱ種)

これは最も一般的なタイプで、酸化物層を形成するための電気化学媒体として硫酸を使用します。硫酸アルマイトでは濃度15~20%の溶液を使用します。タイプ I よりも厚い酸化物層を形成し、幅広い用途に適しています。厚さの範囲は 0.0001 インチから 0.001 インチです。タイプ II 陽極酸化処理は、高い耐食性と耐摩耗性も備えており、さまざまな色でご利用いただけます。

硬質アルマイト処理(タイプⅢ)

タイプ III は最も密度が高く強度が高く、表面の酸化物層が厚くなります。したがって、過酷な環境や化学環境に最適です。厚さの範囲は 0.0005 インチから 0.006 インチです。硬質陽極酸化処理は、主に高性能および低摩擦のコンポーネントに使用されます。硬質陽極酸化プロセスでは、電解液としてクロム酸、硫酸、またはシュウ酸を使用できます。

リン酸陽極酸化処理

リン酸陽極酸化処理は主に表面処理であり、包括的な腐食や摩耗の処理ではありません。15 ~ 30% のリン酸溶液を使用します。他のタイプとは異なり、非常に薄く多孔質の酸化物層 (< 0.0001 インチ) を形成します。さらなる接着剤やプライマーの塗布に適しています。

4. アルマイト処理のメリット

耐食性

酸化膜が周囲の水分と反応すると、酸化膜の厚さはさらに増加し​​ます。その結果、陽極酸化されたコンポーネントは強力な耐食性を備え、紫外線、熱損傷、海洋環境の影響から基板を保護します。

強化された表面仕上げ

保護に加えて、基材表面の美観も向上します。陽極酸化により、マットから高光沢まで、ほぼあらゆる表面テクスチャが可能になります。これにより、無数の色のオプションとカスタマイズが可能になります。見た目も長持ちします。さらに、この仕上げは、あらゆる複雑で繊細なコンポーネントや製品に適用できます。

導電性の向上

陽極酸化処理をしても導電性は向上しません。断熱性を提供します。
陽極酸化、特に陽極酸化アルミニウムは、下にある金属の導電性を維持しながら電気絶縁を提供します。ただし、膜厚を制御することで表面の導電性をある程度維持することもできます。
 

耐久性と寿命

陽極酸化処理は、硬度、耐摩耗性、耐食性を向上させる硬質酸化皮膜です。鋭利な角、エッジ、複雑な領域をすべてカバーします。他のコーティングとは異なり、接着不良の心配がありません。これらすべての理由により、陽極酸化皮膜の寿命が延び、したがってその下にあるコンポーネントの寿命も延びます。

5. アルマイト処理の適用

陽極酸化アルミニウム

  •  ホイールカバー、燃料タンクキャップ、エンジンカバー、トリム、コントロールパネルなどの自動車部品。
  •  外板パネル、構造部品、ファスナー、客室内装品などの軽量航空宇宙部品。
  •  家電製品やキッチン用品。
  • 電子および電気ハウジング。
  • 医療機器のハウジング、メスのハンドル、滅菌トレイのハンドルなど

陽極酸化マグネシウム

  • 自転車フレーム部品 車両バッテリーケース
  • 高性能ツールとハードウェア
  • ドローン、衛星、航空機のコンポーネント

陽極酸化亜鉛

  • 自動車用ファスナー、陽極酸化処理された航空機用ネジ、燃料システム部品、その他の小型機械部品。
  • ナット、ボルト、管継手、建築金物、装飾品、照明器具。
  • 電子機器の筐体、工具のハンドル、家具の金具など。

6. 結論

陽極酸化処理は、アルミニウム、チタン、亜鉛などの非鉄金属に適しており、耐摩耗性と美観の両方を提供します。厚さと色に柔軟性があるため、アルミニウム合金コンポーネントを使用するほぼすべての業界にとって理想的な選択肢となります。ただし、所望の仕上げを達成するには、陽極酸化装置、電解質濃度、電流と電圧、処理時間、浴の濾過などの技術的要因を考慮する必要があります。全体として、過酷な環境でカスタマイズされた美観と高性能が必要な場合には、陽極酸化処理が好ましい選択肢となります。
長年にわたる努力と発展により、寧波常陽金属は市場で競争力のあるサプライチェーンを構築し、世界中の著名な顧客にサービスを提供しています。

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