Feb 6, 2025 11:15:11 AM | 加工廠知識 陽極氧化是什麼?CNC 加工後的表面處理技術與公差影響

陽極氧化不僅讓鋁合金更美觀,還能提升耐用性、耐蝕性與硬度,廣泛應用於消費電子、機械零件與戶外設備。但需注意,陽極氧化會影響 CNC 加工的尺寸公差,必須提前調整設計,以確保零件精準組裝。

你身邊的陽極氧化產品

你是否注意到你的 iPhone、MacBook、登山裝備、機車零件 有一層光滑、抗刮又耐用的金屬外層?

這層金屬外層不是什麼神秘的黑科技,而是來自一種叫 陽極氧化(Anodizing) 的金屬表面處理技術。這項技術不僅讓你的設備更有質感,還能讓它變得更加耐用、耐刮,甚至還能染上五顏六色的漂亮外觀。

那麼,陽極氧化到底是什麼?它有什麼作用?會影響 CNC 加工嗎? 今天我們就用最淺顯易懂的方式,帶你深入了解這個在工業與生活中都舉足輕重的金屬處理技術!

陽極氧化是什麼?

陽極氧化(Anodizing)是一種 電化學處理技術,主要應用於 鋁合金 的表面處理。它的原理簡單來說,就是讓鋁透過電解反應,生成一層 氧化鋁(Al₂O₃)保護膜,讓金屬表面更耐用。

陽極氧化的基本原理

  1. 鋁材天生怕氧化

    • 鋁的表面會自然形成一層薄薄的氧化膜,但這層膜太薄太脆,不耐磨也不夠保護。

  2. 電解反應讓保護膜升級!

    • 酸性電解液(例如硫酸)中,將鋁當作陽極,讓它和電解液發生反應,形成更厚、更耐磨的氧化鋁層。

  3. 氧化層不僅硬,還能變色!

    • 氧化鋁是一種多孔結構,可以吸收染料,所以陽極氧化後的金屬可以變成 黑、紅、藍、金等各種顏色

 

陽極氧化的 4 大優點

陽極氧化不只是讓鋁材變美,它還有許多讓金屬更強悍的特性!

 提高耐蝕性

  • 鋁本身容易被空氣中的水分和氧氣腐蝕,陽極氧化能形成一層 穩定的保護膜,防止生鏽。

  • 應用:航太、船舶、戶外設備(如鋁合金窗框)
    鋁門窗

 增強表面硬度

  • 陽極氧化層的硬度可達 2000 HV(比不鏽鋼還硬!),大幅提升耐磨性。

  • 應用:機械零件、工業工具、高階運動器材(如登山扣環、單車零件)
    登山扣環

 色彩選擇豐富

  • 可透過電解過程吸收染料,讓鋁合金擁有 多種顏色選擇,如 iPhone 外殼的黑、銀、金、藍。

  • 應用:消費電子、汽車裝飾零件
    電腦外殼

 更容易清潔,不易沾染指紋

  • 陽極氧化表面經過 封孔處理,能有效減少污漬與指紋殘留。

  • 應用:廚房用具、醫療設備、建築材料
    毛巾架

陽極氧化的種類與應用

不同的陽極氧化類型,適用的場景也不同!

鉻酸陽極氧化

  • 層厚 2-5μm,耐蝕性好,表面較薄。

  • 應用:航空航太領域

硫酸陽極氧化

  • 層厚 10-25μm,可染色,是最常見的陽極氧化類型。

  • 應用:手機外殼、汽車零件、戶外設備

硬質陽極氧化

  • 層厚可達 50-150μm,硬度極高,耐磨性最佳。

  • 應用:軍用裝備、精密機械、重型工業零件

 

陽極氧化對 CNC 加工的公差影響

你知道嗎?陽極氧化會改變金屬尺寸!

為什麼會影響尺寸?

陽極氧化層的厚度並非如同電鍍層(A)全部長在金屬表面,而是生成 50% 向外生長的延展膜(B),及50% 滲入金屬內部的滲透膜(C)
陽極氧化層

例如:

  • 若氧化層厚度為 20μm,則尺寸會增加 10μm(0.01mm)

項目 加工尺寸變化
外徑(如圓柱) 變大
內孔(如螺絲孔) 變小

 

若未考慮這點,可能會發生零件無法組裝的問題!

如何解決?

  1. CNC 加工時預留公差

    • 若外徑陽極氧化後會增厚 0.01mm,CNC 加工時就先縮小 0.01mm。

    • 若內孔會縮小 0.01mm,則需加工大一點。

  2. 選擇適當的陽極氧化厚度

    • 若是 精密零件,避免使用 Type III 硬質陽極氧化,因為它的層厚影響最大。

  3. 與陽極氧化廠合作

    • 讓專業廠商提供公差預測,確保最終產品符合尺寸要求。

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結論

  • 陽極氧化讓 CNC 加工後的鋁合金 更耐用、更美觀、更抗腐蝕,同時提供豐富的色彩選擇。

  • 但它 會影響 CNC 加工後的尺寸,需要提前補償公差,以確保裝配順利。

  • 透過合理設計與尺寸補償,陽極氧化能成為 CNC 加工提升產品品質的最佳夥伴!

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Written By: 張雲峰