DeFelsko制造了一種手持式無損涂層測(cè)厚儀，非常適合測(cè)量鋁陽極氧化的厚度。 

計(jì)量挑戰(zhàn)

為了有效地控制陽極氧化過程中薄涂層的厚度，需要準(zhǔn)確的無損測(cè)量方法。   

第二個(gè)挑戰(zhàn)是在較小或難以到達(dá)的區(qū)域測(cè)量陽極氧化。

涂層厚度測(cè)量解決方案

這個(gè)PosiTector 6000“N”系列渦流計(jì)是非鐵基材上非導(dǎo)電涂層無損測(cè)量的理想選擇。PosiTector NAS探頭專門用于鋁陽極氧化的高分辨率測(cè)量。盡管NAS探針的測(cè)量精度高達(dá)625μm（25密耳），但其精度，在100μm（4密耳）以下的分辨率，在大多數(shù)陽極氧化應(yīng)用的預(yù)期范圍內(nèi)。

圖1——陽極氧化的NAS測(cè)量

當(dāng)測(cè)量較小或難以到達(dá)的區(qū)域時(shí)，PosiTector N微探針是理想的測(cè)量替代品。使用0°、45°或90°的探針頭，可以在深孔、小壁架或內(nèi)徑上讀取讀數(shù)。當(dāng)使用夾具或快速釋放適配器時(shí)，N微探針的規(guī)格與NAS探針相同。

圖2-N陽極氧化微探針測(cè)量

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陽極氧化背景

什么是陽極氧化？

陽極氧化是自20世紀(jì)30年代以來存在的一種電化學(xué)轉(zhuǎn)化過程。有幾種金屬可以進(jìn)行陽極氧化，包括鋁、鎂、鈦和鉭。陽極氧化鋁因其成本低、美觀和理想的機(jī)械性能而被廣泛應(yīng)用。

與大多數(shù)保護(hù)涂層不同，陽極氧化性地改變了金屬的外部結(jié)構(gòu)。當(dāng)鋁暴露在空氣中時(shí)，它自然會(huì)形成一層薄的氧化鋁膜，將鋁密封起來，防止進(jìn)一步氧化。陽極氧化過程使氧化表面厚得多，達(dá)到千分之幾英寸厚。陽極氧化鋁涂層的硬度與金剛石相當(dāng)，提高了鋁的耐磨性。增加的氧化層深度提高了鋁的耐腐蝕性，同時(shí)使表面更容易清潔。特殊類型陽極氧化的多孔性使鋁可以染上各種顏色，使其更具吸引力。

陽極氧化的厚度通?？蛇_(dá)5密耳。 鋁陽極氧化的三種見變體包括鉻（I型）、硫酸（II型）和硬（III型）。

Þ鉻陽極氧化利用鉻酸電解液，產(chǎn)生的涂層，厚度僅為0.02至0.1密耳（0.5至2.5微米）。50%滲透到基底中，并在原始尺寸上生長50%。鉻陽極氧化對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響最小，腐蝕性較小，因此非常適合復(fù)雜且難以清洗的零件。大多數(shù)鉻陽極氧化零件用于軍事和航空航天應(yīng)用，其功能性強(qiáng)于裝飾性，非常適合鋁鑄件的涂層。

Þ硫酸陽極氧化是見的陽極氧化方法，利用硫酸產(chǎn)生厚度達(dá)1密耳（25微米）的涂層。67%滲透到基底中，比原始尺寸增長33%。由于其滲透性，硫酸陽極氧化非常適合染色，并為底漆、粘合劑和有機(jī)涂層提供基礎(chǔ)。硫酸陽極氧化提供耐腐蝕性，非常耐用。典型應(yīng)用包括建筑、航空航天、汽車制造和計(jì)算機(jī)。

Þ硬質(zhì)陽極氧化（又稱硬質(zhì)涂層）在較低的溫度下使用較高濃度的硫酸電解液，形成堅(jiān)韌的外皮，具有優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性、耐褪色性、介電強(qiáng)度和表面硬度（洛氏C-Scale高達(dá)70）。總厚度為0.5至4密耳時(shí)，50%滲透到基材中，并比原始尺寸增長50%。硬質(zhì)陽極氧化金屬具有較高的表面粗糙度。常見用途包括非裝飾性食品包裝設(shè)備、影印機(jī)紙卷以及建筑店面和窗戶等外部應(yīng)用。

鋁陽極氧化工藝

鋁部件懸掛在剝落的鋁或鈦支架上，確保良好的電氣接觸。在整個(gè)陽極氧化過程中，零件被固定，支架被懸掛在一系列槽中。

1.將鋁件浸入含有浸泡清洗劑的熱槽中，以清除所有表面污垢。

2.沖洗零件，以避免污染后續(xù)槽中的溶液。

3.下一個(gè)槽用酸溶液（鉻酸、硫酸、硝酸或磷酸）去除薄而不均勻的氧化鋁表面，使零件去氧化。

4.再次沖洗零件，以避免儲(chǔ)罐污染。

5.通過將零件懸浮在含有氫氧化鈉溶液的槽中進(jìn)行蝕刻。蝕刻去除了鋁的自然光澤，并提供了柔軟、無光澤、有紋理的外觀。

6.零件懸浮在陽極氧化槽中，陽極氧化槽中含有能夠允許電流流動(dòng)的稀釋酸和水混合物。酸的類型、溶液百分比和溫度都是關(guān)鍵參數(shù)，取決于所需的光潔度和顏色。電路的負(fù)極連接到零件架上，電路的正極連接到一個(gè)或多個(gè)將電引入油箱的“陰極”。陰極的數(shù)量和位置隨零件的尺寸和形狀以及待處理鋁表面的總面積而變化。最靠近陰極的表面將獲得更厚的陽極涂層。對(duì)于普通的硫酸陽極氧化，使用能夠產(chǎn)生高達(dá)24伏的直流電源，電壓通常保持在18至24伏之間。施加在陽極氧化槽上的電流大小將根據(jù)待處理表面的大小而變化，通常每平方英尺的覆蓋面積需要12到16安培。在陽極氧化過程中攪拌電解液，以提供均勻的溶液溫度。在正常情況下，陽極氧化槽的過程不到一個(gè)小時(shí)。

7.為了添加顏色（染料），將零件浸入裝有稀釋水溶性有機(jī)染料的槽中。每種染料的浸泡時(shí)間和溫度不同。

8.陽極氧化過程中的最終考慮是密封現(xiàn)在染色的外表面，使其不會(huì)在陽光下漂白或染色。未密封的多孔外表面具有較低的耐腐蝕性。對(duì)于非染色涂層，將陽極氧化鋁零件放入煮沸的去離子水中20至30分鐘。這將氧化鋁的無結(jié)構(gòu)孔隙轉(zhuǎn)化為更固態(tài)的晶體水合物形式。如果對(duì)陽極氧化零件進(jìn)行染色，則在含有醋酸鎳溶液的槽中進(jìn)行3到5分鐘的密封過程。

9.硬質(zhì)陽極氧化，取決于工藝，使用硫酸和草酸的混合物。相對(duì)較低的溫度與較高的電流和電壓一起使用。生成的“灰色”氧化層通常為2至3密耳，且非常致密、耐磨和耐腐蝕。  

替代支架的另一種方法是批量陽極氧化，它更適合于對(duì)鉚釘、套圈和醫(yī)療輪轂等形狀不規(guī)則的小零件進(jìn)行陽極氧化。零件在穿孔鋁、塑料或鈦筐中加工，而不是機(jī)架。無論您是需要線圈還是批量生產(chǎn)，陽極氧化都是行業(yè)內(nèi)鋁表面處理選擇之一。

另一種選擇是線圈陽極氧化。卷材鋁經(jīng)過預(yù)陽極氧化處理，以降低表面處理成本，節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，減少材料搬運(yùn)。預(yù)陽極化鋁的優(yōu)點(diǎn)可應(yīng)用于大多數(shù)由板材或卷料制成的產(chǎn)品。由擠壓件、鑄件、棒棒或板制成的產(chǎn)品于單件陽極氧化工藝，如支架或散裝。

雖然大多數(shù)鋁合金會(huì)在陽極氧化槽中生成氧化鋁，但它們的陽極氧化方式不同。一些合金更難陽極氧化，而另一些合金則陽極氧化成略微不同的顏色。陽極氧化時(shí)，各種合金提供不同程度的可加工性（機(jī)加工、研磨、拋光）、耐環(huán)境性能和尺寸穩(wěn)定性。

為什么要陽極氧化？

陽極氧化是一種高效且理想的鋁表面處理方法。陽極氧化的一些主要優(yōu)點(diǎn)包括：

Þ耐用性-大多數(shù)陽極化零件在搬運(yùn)、安裝、使用和維護(hù)附著力方面不會(huì)出現(xiàn)磨損-陽極化是鋁的一部分，用于總粘合和的附著力。

Þ顏色——陽極氧化零件在暴露于紫外線時(shí)保持良好的顏色穩(wěn)定性，沒有易剝落或剝落的涂層，并且具有可重復(fù)的著色過程。

Þ原飾面質(zhì)量——零件不受原陽極氧化工藝標(biāo)記的影響。

Þ維護(hù)-溫和的肥皂和水清洗通常會(huì)將陽極氧化型材恢復(fù)到其原始外觀。

Þ美學(xué)——陽極氧化提供了大量光澤度和顏色選擇，同時(shí)允許擠壓鋁的金屬外觀顯露出來。

Þ成本-與其他表面處理方法相比，陽極氧化具有非常高的成本效益。除了較低的加工和維護(hù)成本，耐用性還將更換成本降至。

Þ環(huán)境、健康和安全——陽極氧化有利于現(xiàn)行政府法規(guī)，因?yàn)樗堑墓I(yè)工藝之一，通常不會(huì)對(duì)人類健康有害。經(jīng)陽極氧化處理的表面化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)分解，無毒，并且耐熱鋁的熔點(diǎn)。由于陽極氧化過程是對(duì)自然發(fā)生的氧化物過程的強(qiáng)化，因此它是無害的，不會(huì)產(chǎn)生有害或危險(xiǎn)的副產(chǎn)品。陽極氧化過程中使用的化學(xué)鍍液通常是回收、再利用和再利用的。

為什么要測(cè)量？

陽極氧化工藝參數(shù)對(duì)形成的氧化物的性能有重要影響。如果使用較低的溫度和酸濃度，則會(huì)產(chǎn)生較少的多孔性和較硬的涂層。溫度和酸含量越高，浸泡時(shí)間越長，涂層越柔軟、多孔。合金本身或任何這些參數(shù)的微小變化都會(huì)顯著影響涂層。

通過各種過程控制和測(cè)量技術(shù)，陽極氧化工能夠監(jiān)測(cè)、控制和糾正陽極氧化涂層的應(yīng)用。陽極氧化最關(guān)鍵的質(zhì)量控制之一是厚度。陽極氧化的厚度可以使用渦流計(jì)或通過計(jì)算單位面積的重量進(jìn)行無損測(cè)量。渦流法的簡單性不僅比計(jì)算方法更有效，而且使檢查員能夠驗(yàn)證零件的所有表面是否進(jìn)行了充分的陽極氧化。

市場(chǎng)在哪里？

陽極氧化產(chǎn)品和組件用于數(shù)千種商業(yè)、工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用：

• 建筑產(chǎn)品（幕墻、屋頂系統(tǒng)）
• 商業(yè)和住宅產(chǎn)品（通風(fēng)口、遮陽篷、框架、固定裝置）
• 電器（冰箱、微波爐、咖啡機(jī)）
• 食品準(zhǔn)備設(shè)備（平底鍋、冷卻器、烤架）
• 家庭和辦公室家具（桌子、床、櫥柜）
• 體育用品（高爾夫球車、船、露營和釣魚設(shè)備）
• 機(jī)動(dòng)車輛部件（飾件、輪轂蓋、面板、銘牌）
• 電子產(chǎn)品（電視、攝影設(shè)備）
• 航空航天（衛(wèi)星面板）