关于drylin®硬质阳极氧化导轨/轴的色差问题探讨

Kevin Huang | 26 8 月, 2020

我们经常会被问到这个问题，销售有时候给客户的简单解释并不能让客户接受或满意！

当然，我们非常能理解客户对于这种情况的抱怨。比方说，客户正在设计一台设备，涉及的直线轴承系统对他们来说非常重要，可能还涉及到这些导轨会作为外观件。之后，客户收到一批导轨，它们都是相同的深香槟色。而一个月后，客户又采购了一批新的钢轨，结果发现这一批的导轨在颜色上面比上一批要浅一些。这样，客户可能有一台机器或一台设备上有两个不同颜色的直线轨道系统，客户可能会不太满意！

在这里，我们希望针对这种现象做一个技术说明，从而能理解为什么会有这种情况发生？是否可以避免？然后尽量给那些必须要完全相同产品外观的客户一些可能的解决方案！

产品材质 – 铝合金

直线轴承产品，比如我们drylin的导轨或者轴，通常采用的是6060-T66原材料来挤出我们的导轨或者轴，这种材料适合用于生产高要求的导轨或轴，变形量相对要小。

传统的滑动轴承通常和轴承钢轴或者不锈钢轴进行配合使用，但igus的滑动轴承与铝合金导轨或者轴结合使用时，会带来非常大的好处。

因为铝合金导轨或者轴的重量更轻，成本更低，耐腐蚀性更好，散热更好，从而减少了摩擦热的聚集，提高使用寿命，而且铝合金比淬火钢更容易加工。

我们与许多机械厂合作，他们一般不太愿意加工HRC 50-65的钢或不锈钢轴，更愿意加工铝合金类产品。

表面处理 – 硬质阳极氧化

对铝合金进行硬质阳极氧化处理，会让其表面具有良好的耐磨性、高耐化学性和高硬度。这种表面是一个技术性的表面，而不是一个装饰性的表面。可能会发生变色和轻微开裂，但不影响耐蚀性、耐磨性或轴承的性能。但是请注意，一旦对导轨或者轴进行切割或者加工，那么这个加工表面都是无氧化层的，是铝合金本体。

那么阳极氧化到底是什么？

被阳极氧化的部分是原电池的负极(阳极)

阳极氧化原理图

实际上，这是铝本身正在经历的一种化学变化，一种氧化。这样，表面就与下面的铝相连，不能像油漆一样被擦掉。

硬质阳极氧化的导轨或者轴产生色差原因：

我们在一定程度上通过氧化层的厚度来控制导轨或轴的公差(非常严格)

比如，在产品样本中WS-10导轨的IGUS®标注为10.0mm(+/-0.1)，为了确保阳极氧化的最大堆积量不会对轴承配合产生负面影响，我们特意减小铝合金挤压后的导轨尺寸，并尽量控制阳极氧化的时间，使导轨的外径尺寸尽可能地接近10mm。这样的做的目的是减少整个轴承系统的间隙。

如果挤压出零件的尺寸公差偏上限，我们将会按照图纸上所要求管控的阳极氧化规范来控制最少量的阳极氧化层厚度(通常为Mil-A-8625F Typ III Class 1，或欧盟EU的类似规范)。这样会产生颜色比较浅的导轨或轴，但是仍然符合igus对于阳极氧化厚度的质量规格。

如果我们从挤出机收到的零件，其尺寸公差接近下限的话，我们会将零件放在氧化槽中，停留更长的时间，增加氧化层的厚度，确保尺寸尽可能接近标称的10mm，而这将使得导轨或轴颜色变得比较深。

另外，一些微量化学元素的变化，不同批次的氧化池氧化液的略微差异，以及氧化的过程中的酸碱度控制，纯水清洗的控制等等，都可能会产生一些影响，这使得我们对颜色控制变得更加困难。
通常来讲，我们保证硬质阳极氧化的最小厚度为30µm，最高不超过130µm。

我们保证同一批货中导轨或轴的颜色尽量接近或相同。

如果客户对颜色要求非常高的话，我们可以建议客户选择黑色硬质阳极氧化或者本色普通阳极氧化，这样基本不会产生色差！

需要注意的是：氧化层厚度对轴承寿命并没有影响，我们之所以大量使用硬质阳极氧化，是因为像我们这样的直线导轨通常用于户外或工厂环境中，所以需要良好的耐磨性，并能防止环境造成的损坏。

这里还要强调一点的是：

完整的硬质阳极氧化，必须经过最后一道氧化膜“封闭”（Sealing）的工序！

在电镀过程中，阳极由于电源极性的影响，常常形成多孔结构，表面活性较大，污染物或侵蚀性物质容易进入孔隙中，同时镀层内部染色或着色的色素体也易流出，从而降低镀层的表面性能。

通过封闭处理，能提高镀层的抗污染能力、耐蚀性、耐磨性和耐光性，从而保障镀层的性能稳定。因此，工件经过阳极氧化后，必须经过封闭处理。

事实证明，氧化膜只有通过封闭处理以后才具有充分的保护作用。阳极氧化膜封闭的目的是，将电解过程所产生的蜂窝状孔隙封闭，从而使得氧化膜具有应有的保护价值，否则氧化膜由于它的吸附性能很好将吸收污染物质或腐蚀性物质。因此，一个未经封闭处理或封闭处理不良的氧化膜，在某些情况下的耐蚀性能比天然氧化膜还差。

氧化膜的封闭处理

封闭处理具有下列目的：

1、防止阳极氧化膜外观变坏。
2、提高阳极氧化膜的耐候性。
3、最大限度地提高阳极氧化膜的耐点蚀性能。
4、使着色氧化膜的退色降到最低限度。
5、提高阳极氧化膜的抗侵蚀能力。
6、提高阳极氧化膜的电绝缘性能，特别是潮湿环境的绝缘性。

封闭通常是阳极氧化处理的最后步骤

而经过这道工序后，氧化表面会有轻微的，但肉眼可见的龟裂纹，这是硬质氧化的标记！因此，有些客户对此提出所谓的外观质量问题，我们可以做适当的解释！

从技术上来讲，导轨或轴的颜色并不重要，不会影响产品的性能。

有任何问题或需要，欢迎与我联系！

黄先生 (Kevin Huang)
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