鋁合金材質表面處理主要是改變鋁合金材料表面之物理、機械及化學性質之加工技術。其目的是使鋁合金材料更耐腐蝕、耐磨耗、耐熱、延長材料壽命、改善材料表面特性、增加光澤美觀以提高產品附加價值等。表面處理的過程會在材料表面生成一層保護膜。
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。
本篇主要介紹鋁合金陽極處理及氟碳烤漆處理兩種表面處理。
一、陽極處理(電鍍)
陽極處理即俗稱的電鍍→經過時間→表面產生鏽蝕氧化物→美觀受影響強度不變。烤漆就是氟碳烤漆→經過時間→表面不會產生鏽蝕氧化物→鋁合金本身已經完全與空氣隔絕關係。主要應用為鋁帷幕牆及工廠保溫材。
陽極基本上是利用電解的一些原理,簡單的來講;就是讓鋁的表面毛細孔打開,然後讓染色色彩填入毛細孔中,最後在用一道封口的手續把它封起來,這樣鋁的表面就如同多了一層有顏色的保護膜!
「陽極處理」其主要的目的是由於一般鋁合金很容易氧化,氧化層雖有一定鈍化作用,但長期曝露之結果,氧化層仍會剝落,喪失保護作用,而候性不佳,因此陽極處理的目的即利用其易氧化之特性,藉電化學方法控制氧化層之生成,以防止鋁材進一步氧化,同時增加表面的機械性質。因金屬的氧化物較金屬更安定,所以更耐腐蝕、且不同鋁合金做陽極處理,亦可做上色工作,可兼顧美觀性質,更可提高耐磨性。
鋁合金陽極處理被廣泛應用在不同的產業,例如汽機車工業、航太工業、船舶工業、光電科技工業、微機電工業、資訊工業、醫藥工業、骨科移植、衛星通訊工業等等。
二、氟碳烤漆
氟碳烤漆是建築中常見的塗料,具有耐侯力強、防蝕能力佳的特性,更可避免紫外線侵入,通常可以耐用20年以上。氟碳烤漆主要可以分為液體氟碳烤漆及粉體氟碳烤漆兩種。幾個主要的差別如下:
氟碳烤漆種類
液體氟碳烤漆
粉體氟碳烤漆
乾膜厚度
介於30~50µm
介於60~80µm
是否添加有機溶劑
添加大量有機溶劑,容易危害環境
無須添加有機溶劑
固成份
40%左右
100%固含量
60°鏡面光澤
5%~35%
5%~70%
耐磨砂性
40以上
40以上
鉛筆硬度
大於F
大於H
耐鹽霧試驗5%
3000小時(依據AAMA 2605標準)
4000小時(依據AAMA 2605標準)
光澤保持率
3000小時大於30%(依據AAMA 2605標準)
4000小時大於30%(依據AAMA 2605標準)
氟碳烤漆在工程使用上,經常被拿來和陽極處理比較,如下表格整理,幫助您了解其中的優缺點:
項目
氟碳烤漆
陽極處理
顏色種類
氟碳烤漆顏色多變,選擇多
顏色種類少
色彩及光澤
色彩穩定性佳,不易退色
色彩穩定表現較普通
耐鹼性
可以抵抗泥灰侵蝕性,不易產生白點
泥灰容易附著,侵蝕後會出現白點
耐磨性
耐磨性良好
耐磨性普通
耐鹽霧性
耐鹽霧性良好,適合用於濱海建築
必須使用較厚的複合皮膜來保護
修補難易度
可以修補受損的皮膜
皮膜受損後無法修補
清潔難易度
髒污不容易附著,容易清洗及保養
髒污附著後不易清洗、保養。
工程上經常會面對,較大面積的鋁合金板料,若要做陽極處理時,容易失敗率較高,主要是同面積色差過大問題,導致無法使用,因而造成材料損耗成本及加工成本過高問題,而氟碳烤漆較沒有這方面的問題。即便如此,依然有許多設計師對於陽極處理後的金屬感色澤愛不釋手,認為是烤漆不論如何調色都無法呈現出來的質感,因而指定要求表面處理需用陽極處理,故如何選擇,端看設計要求、工程耐候性要求及預算多寡而定。