铝材质表面处理分析与应用

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1、鋁材質表面處理分析與應用(一)bySallyna表面處理(Surfacetreatment)或稱表面加工(Surfacefinishing)主要是改變金屬或非金屬如塑膠等材料表面之物理、機械及化學性質之加工技術。其目的是使材料更耐腐蝕、耐磨耗、耐熱、延長材料壽命、改善材料表面特性(如提高製品導電性等)、增加光澤美觀以提高產品附加價值等。表面處理的過程可在金屬或塑膠等材料表面生成一層保護膜(Protectivecoating)，若依材質可分為無機膜(Inorganiccoating)及有機膜(Organiccoating)兩類，無機膜包括金屬、玻璃、陶瓷材料以及利用磷酸化

2、或陽極處理等程序所得到之化成膜(Conversioncoating，係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)，有機膜則包括油漆、樹脂、石蠟、油膏、橡膠和瀝青等。每一種保護膜均有其特性及使用範圍，如陶瓷膜耐熱耐酸但大多質脆不能受重大衝擊，陽極處理則適用於能獲得緻密具保護性氧化膜之鋁等金屬材料。鋁金屬的特性 (1)鋁是地殼中含量第三多的元素，（前五名是：氧、矽、鋁、鐵、鈣），約佔地殼總重量的7.45%，僅次於氧和矽，比鐵幾乎多了一倍，更比銅多了將近一千倍。(2)密度小，大約只有鐵的三分之一，金屬中密度最小的，非常地輕，和其他金屬製成合金之後，既堅韌

3、又輕巧，因此，廣泛地用作飛機、汽車、卡車等零件和電纜上。(3)鋁的活性大，表面易發生氧化作用，且由於表面產生的氧化物很緻密，會隔絕空氣，故能防止內部金屬進一步被氧化，但這層氧化鋁一段期間後會剝落，因此必須利用氧化鋁的特性，製造一層具有很好機械性能、耐磨耗、抗氧化等特性的保護層，防止鋁材進一步氧化。鎂合金/鋁鎂合金的特性(1)鎂合金(MagnesiumAlloy) 一般主要元素是鎂，比重大約是1.8，是鋁合金的三分之二、鐵的四分之一，在實用合金中重量最輕，大多使用於控制面上；其加工溫度為攝氏200到350度（華氏400到650度）。易於搬運和處理，適用於各式各樣輕量化需求

4、的攜帶式電子產品；而運用在汽車等運輸機器，其輕量化特性亦有助於節約能源，並減輕CO2排放量。(2)鎂合金與塑膠材料相比，比重雖然較大，但強度較高，可替代鋼、鑄鐵、鋅合金及鋁合金等材料。此外，鎂合金的熱傳導率也相當優越，運用在機器內外部時，散熱效果佳。鋁鎂合金(Aluminium-magnesiumalloy)一般主要元素是鋁，再摻入少量的鎂或是其它的金屬材料來加強其硬度。因本身就是金屬，其導熱性能和強度尤為突出。鋁鎂合金質堅量輕、密度低、散熱性較好、抗壓性較強，能充分滿足3C產品高度集成化、輕薄化、微型化、抗摔撞及電磁屏蔽和散熱的要求。其硬度是道統塑膠機殼的數倍，但重量

5、僅為後者的三分之一，通常被用於中高檔超薄型或尺寸較小的筆記本的外殼。而且，銀白色的鋁鎂合金外殼可使產品更豪華、美觀，而且易於上色，可以透過表面處理工藝變成個性化的粉藍色和粉紅色，為筆記本電腦增色不少，這是工程塑膠以及碳纖維所無法比擬的。因而鋁鎂合金成了便攜型筆記本電腦的首選外殼材料，目前大部分廠商的筆記本電腦產品均採用了鋁鎂合金外殼技術。(1)鎂是一種輕質銀白色金屬，在鎂中加入鋁、鋅或者鋁、錳等，就變成一種具較高強度及剛度，且是良好鑄造性能及防震性的輕質合金材料，鋁鎂合金為所有結構用金屬中比重最輕者，近年來3C（Computer、Communication、Consum

6、erElectronicsProducts）產品輕量化之訴求成為產品行銷的重點之一。缺點︰鋁鎂合金並不是很堅固耐磨，成本較高，比較昂貴，而且成型比ABS困難(需要用沖壓或者壓鑄工藝)，所以筆記本電腦一般只把鋁鎂合金使用在頂蓋上，很少有機型用鋁鎂合金來製造整個機殼。各種鋁合金的種類鋁材料本身是軟而富延展性的材料，但依用途而添加各種元素而成鋁合金，擠壓加工採用加工性優秀的展伸用合金，依添加元素的種類分為數種合金系如下：◎1000系鋁：屬於工業用純鋁，加工性、腐蝕性、表面處理性、導電性等優秀，但強度低，用於不要求強度的家庭用品、電器等。◎2000系鋁：為Al-Cu系合金，又稱

7、杜拉鋁、超杜拉鋁，以2017、2024為其代表，強度不亞於鋼材，可用於飛機用材料，但因含較高的銅，腐蝕性差，用於腐蝕環境時，需考慮腐蝕處理。◎3000系鋁：為Al-Mn系合金，添加Mn1~1.5%的3003為代表性合金，不減低純鋁的加工性、耐蝕性，改善強度，廣用於日用品、建材、器物等。◎4000系鋁：為Al-Si系合金，以4032、4033為代表，4032添加12%Si而抑制熱膨脹率，改善耐磨耗性，又添加1%Cu、Ni、Mg改善耐熱強度，用為鍛造活塞用材料。4043因Si粒子分散，陽極氧化皮模呈灰色，用為大樓建築的帷牆，熔融溫度低可用為熔