鋁因其強度和耐腐蝕性以及相對較低的成本而成為 CNC 加工行業中最受歡迎且價格實惠的材料之一。鋁是一種多功能且高性能的材料，這使其受到 CNC 製造領域的建築師和設計師的歡迎。
鋁不會生鏽，但長時間暴露在氧氣中會腐蝕。對於 CNC 加工企業來說，這是確保加工鋁零件品質的挑戰。為此，在鋁上放置了多層保護，以確保其使用時不會受到影響，從而使其適合 OEM 使用和長期使用。在本文中，您將能夠了解不同類型的塗層以及為什麼它們對於數控加工鋁零件至關重要。讓我們開始吧！
為什麼要在CNC加工中對鋁進行塗層？
您可能會問自己，既然鋁是一種在空氣中形成鈍態氧化層的元素，為什麼要使用塗層呢？
在現今的CNC加工中，鋁零件的標準比以前更高，以上是造成這種情況的一些原因。儘管金屬確實會形成自我修復的氧化層，但在這種條件下它並不總是能為金屬提供足夠的保護。為了論證起見，請考慮航空航天應用。當您加工火箭鋁零件時，零件會經歷接近氧化層熔點的高溫。這種溫度變化會導致氧化膜破裂，進而降低鋁的保護性能。同樣，如果您將鋁製部件用於海洋用途，腐蝕性海水有可能逐漸降解薄薄的氧化層。
這就是為什麼汽車和航空航天等領域使用特殊塗層來保護鋁零件的原因。無論鋁暴露在何種條件下，這些塗層都可以幫助您保持鋁的強度、耐用性和防腐蝕能力。對於數控加工企業主來說，使用正確的塗層至關重要，以確保產品滿足行業的各種要求並滿足客戶的滿意度。
鋁塗層的優點和缺點
在數控加工過程中使用鋁塗層有其優點和缺點，也應予以考慮。鋁塗料在建築、運輸、製造業等各領域具有廣泛的適用性。它們由於具有防鏽、非常耐磨並提供防磨損保護的能力而備受追捧。但是，正如前面所說，每種材料都有其優點和缺點，您必須對其進行評估。
優點：
強度是鋁塗層最重要的性能之一，因此其用途相當廣泛。由於鋁具有耐熱性，因此具有高熔點，根據塗層類型，可在 200°C 至 650°C 的溫度範圍內使用，因此您可以放心將其用於耐熱區域。此外，它還具有出色的化學和防銹特性，這使得該塗料適合在腐蝕性環境中使用。
此外，還可以賦予它任何所需的形狀，並將其用於需要強度和承載能力的建築和數控加工操作中。
缺點：
然而，使用鋁塗層也有一些缺點，如下所示： 一個顯著的缺點是它的導電率較低，尤其是與銅相比。這意味著它不適合在涉及電力的情況下使用，因為它不能有效地傳輸電流。在有鋁塗層表面的區域使用電氣系統時，確保有足夠的氣流以避免過熱。
另一件應該考慮的事情是整個過程的成本。鋁的成本很高，尤其是經過塗層處理的鋁。當您從事的專案需要預算緊張時，這可能會成為問題。其次，鋁作為材料使用可能會有些問題，因為它相當柔軟且有彈性。如果您嘗試加工複雜或複雜的設計，則很可能無法獲得正確的精度。
最後，鋁具有高熱膨脹係數，這意味著如果受熱，它會膨脹或收縮。這表明，如果管理不當，它可能會在加工過程中破裂或損壞，因此需要採取許多預防措施。
工業用例中使用的鋁塗層類型
陽極氧化是製造商和設計師常用的表面處理方法之一，用於保護鋁合金免受高溫、摩擦、化學和濕氣的侵蝕。以下是一些適用於各種項目的常見鋁塗料類型。
陽極氧化
陽極氧化 是一種電化學過程，形成較厚的自然氧化層，範圍從 5至25微米 在鋁製零件中，這可以提高其在磨損和腐蝕方面的耐用性。塗層的厚度取決於鋁在陽極氧化槽（電解液）中所花費的時間。 其他福利； 陽極氧化鋁表面的達因水平更加生動，機械加工鋁具有卓越的散熱性能。以下是陽極氧化的類型：
透明陽極氧化
透明陽極氧化不包含任何染料，因此，產品的最終外觀由賤金屬決定。透明陽極氧化類型塗層的問題在於，它比深色陽極氧化顏色均勻得多，深色陽極氧化顏色在塗覆時可能有缺陷或顏色不均勻。
染色陽極氧化
後處理陽極氧化包括在進行陽極氧化之後向陽極膜添加顏色。當在染料溶液中時，鋁會透過其外氧化層吸收染料。這使得實現非常廣泛的明亮和飽和的顏色成為可能，並且可以根據設計要求進行微調。
硬質、透明和染色陽極氧化
堅硬、透明的陽極氧化比其他表面處理更耐腐蝕和耐磨。它與陽極氧化相同，但會在鋁表面形成更厚且更耐磨的氧化層。硬質透明陽極氧化非常適合採用硬質材料進行透明陽極氧化處理的零件。
此外，硬質陽極氧化提供比軟質陽極氧化更緻密、更厚的層，而染色使陽極氧化呈現不同的顏色。這個過程還增強了鋁製部件的強度，並可以根據客戶的喜好進行著色。
噴砂+陽極處理
噴砂和陽極氧化是鋁零件製備中常用的兩個重要製程。最初， 爆破 進行，其中材料以高速推進，通常範圍為 50 至 100 公尺/秒，朝向鋁部件的表面。在噴砂過程中，通常使用玻璃珠或沙子等研磨介質來磨掉表面粗糙度或不必要的材料。噴砂處理後進行陽極氧化，使鋁材表面獲得高標準的氧化皮。
粉末塗料
什麼是粉末塗料？ 粉末噴塗是一種靜電塗飾過程。它為不同類型的金屬提供豐富而持久的色彩，並具有出色的紫外線穩定性。該過程從清潔和準備鋁製零件開始，然後徹底清洗以去除任何污染物。之後，用靜電槍將乾燥的油漆粉末吹在玻璃表面上。這種粉末往往會透過靜電（電荷）黏附在金屬表面。然後將塗覆的部件烘烤，使粉末熔化並固化，最終產品是均勻且堅硬的層。
雖然粉末塗層不像陽極氧化鋁那樣堅硬或耐用，但它具有更好的外觀和卓越的防腐性能。粉末塗料不是液體塗料，而是一種乾燥材料，不像液體塗料那麼危險，因為它含有溶劑和揮發性有機化合物。
化學轉化膜
化學轉化 塗層，也稱為阿洛丁飾面，比陽極氧化便宜。該工藝精煉了鋁部件上的氧化層，以改善其腐蝕特性，同時賦予它們良好的外表面外觀。 Alodine 塗層對於需要高導電性的應用特別有用，因為它們保證了鋁零件的良好導電性。
環境影響： 儘管化學轉化塗層具有多種優點，但它們對環境的危害比大多數表面處理過程相對更大。阿洛丁溶液中使用的化學物質有毒，對環境有害。因此，應根據其在特定用途中帶來的好處來平衡使用。
鍍鉻
鍍鉻 是消費品和工業產品製造的常見過程。該過程包括將鋁部件浸入電解槽中，在表面沉積一層鉻層，賦予其閃亮、有光澤的外觀。鍍鉻廣泛用於裝飾應用和改善零件的機械特性。下面介紹了常見的鍍鉻類型；
鍍硬鉻
工業鍍鉻或鍍硬鉻是比裝飾鍍鉻更緻密的鍍鉻層。此類鍍層適用於對材料要求高強度、耐磨、耐腐蝕的行業。硬鉻經久耐用，可最大限度地減少機器工作表面之間的磨損，從而延長其使用壽命。而且，減少了設備運作時間和維護頻率。
裝飾鍍鉻
光亮鍍鉻是在鋁件上沉積一層薄薄的鉻，主要是為了美觀。它不具備與硬鉻相同的耐腐蝕性和耐磨性。儘管如此，它在某種程度上提供了它。裝飾鍍層通常易於拋光，用於注重外觀的地方，例如廚房用具、汽車配件或工具。
聚偏二氟乙烯 (PVDF) 塗層
PVDF 是一種鋁製部件上的樹脂基塗層。它們使用彩色顏料，可用於各種啞光鋁製零件。 PVDF 塗層通常在工廠完成，它們非常堅硬，可以防止零件生鏽。
PVDF的優點：
PVDF 塗層可保護金屬免受褪色、化學物質和腐蝕劑的影響，使其非常適合戶外應用，例如 鋁牆板值得注意的是，PVDF無需烤箱固化，且不含有毒VOC，是更安全、環保的金屬塗層解決方案。
鐵氟龍塗層
特氟龍指的是聚四氟乙烯，一種多功能塗層。通常，特氟龍塗層用於汽車製造、電子、製藥、航空航太、光學和炊俱生產等應用。由於其高分子量，該材料具有優異的耐水性。
為什麼選擇特氟龍塗層？
設計製造商和工程師更喜歡特氟龍，因為它具有多種優點。它提供良好的電絕緣性，暴露於紫外線時不會降解，暴露於水時不會膨脹。此外，它還可以耐高溫，因此適合該技術的大多數應用。
不同行業的應用
聚四氟乙烯的化學穩定性使其可用於塗覆醫療生產線中的鋁製零件。此外，它還廣泛用於加工零件，如外套管、管道和容器，被稱為 ASME 規範。由於其摩擦係數低，它也適用於需要平穩運動的汽車和工業應用。
電泳塗料
電泳塗層，通常稱為 E-coat，涉及將鋁部件浸入塗層浴中。然後通過電流以在表面上產生穩定的塗層材料層。電泳塗裝製程具有多項技術優勢，如下所述。
據說電泳漆非常高效，尤其是在成本方面。它最常用於汽車應用，因為它能夠提供耐用的屏蔽。該工藝非常靈活，可以結合其他塗層來改善其他性能特徵，例如表面硬度和外觀。
CNC 加工鋁零件的塗層選項
塗層選項塗層厚度表面處理耐久度耐腐蝕性能耐熱性耐磨性陽極氧化5 – 25微米光滑、霧面或光澤高高中到高高粉末塗料30 – 100微米光滑、有光澤或有紋理很高很高高高等離子體電解氧化 (PEO)10 – 150微米質地粗糙；多孔或密封非常高優很高非常高硬質陽極氧化25 – 150微米霧面、粗糙質感很高優高非常高液體繪畫15 – 30微米光滑光澤中度中度低中度鍍鉻0.5 – 10 µm（裝飾）25 – 500 µm（硬鉻）鏡面效果高（裝飾），極高（硬鉻）非常高（硬鉻）高非常高陶瓷塗料50 – 500微米霧面、粗糙表面非常高非常高很高非常高鍍鎳10 – 30 µm（無電鍍）光滑、反光高高中度高
等離子電解氧化 (PEO) 可能用於鋁合金
等離子體電解氧化（PEO）是一種表面處理技術，透過等離子體化學活性形成緻密堅硬的層，從而改善鋁合金的性能。儘管它與硬質陽極氧化有許多相似之處，但 PEO 具有更強的優勢，這使其成為 CNC 加工鋁零件的理想選擇。
PEO用於CNC加工的優勢
PEO塗層具有高硬度，因此具有良好的耐磨和耐腐蝕性。這使得它們適合用於對產品的耐用性和保護至關重要的 CNC 應用。該過程使表面具有更粗糙的紋理，從而增強了表面與所需的下一層或另一層保護層粘合的能力。
CNC 加工的靈活性與應用
PEO可應用於汽車、航空航太、電子等任何行業。您還可以控制電化學浴以達到必要的行業標準，以滿足塗層表面 CNC 加工多功能性的需求。
環境效益
最後但並非最不重要的一點是，PEO是環保的，這在當今世界是一個很大的優勢。在此過程中，不使用有毒化學品，且使用的溶液具有輕微毒性，因此處置不成問題。在 CNC 加工方面，如果您正在尋找六價鉻等有毒化學品的替代品，PEO 是一種綠色解決方案，還可幫助您遵守法規。
最後的思考
在數控加工中，液體塗裝、粉末塗裝和陽極氧化對於鋁零件的保護都非常重要。陽極氧化和粉末塗層比其他塗層具有更好的外觀和防腐蝕性能。如果要進行陽極氧化處理，然後在鋁表面進行粉末塗層，則提供的保護會更好，但價格可能會高一點。這些是最佳的塗層解決方案 CNC 加工鋁件 建議您在預算較多的情況下使用，以滿足高端和持久的耐用性。對於這種獨特的顏色或孤立的區域，噴漆和鍍鉻是理想的選擇，因為它們將為您提供正確的外觀，同時提供必要的性能。
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常見問題-鋁塗層
Q1: 陽極氧化使鋁的耐腐蝕性能提高多少？
在鹽霧測試中，陽極氧化可將鋁的防腐蝕能力提高多達 1000 小時，從而使零件在惡劣條件下的使用壽命更長。
Q2: 對於PEO工藝，左鋁的硬度會變成什麼？
PEO 塗層的硬度可達 2000 HV，這比未經處理的鋁在耐磨性方面有所提高。
問題 3：鋁製零件的粉末塗層通常增加多少厚度？
粉末塗料通常會塗上一層 50 至 150 微米厚的塗層。通常，這會帶來更好的外觀和更好的表面保護。