雖然5G天線模塊已面世，金屬后蓋逐步退出舞臺，但是金屬中框卻在手機(jī)行業(yè)占據(jù)重要角色。中框在目前的選材中以鋁合金居多，鋁合金雖然作為優(yōu)良的選材，一直存在的痛點(diǎn)是：耐腐蝕強(qiáng)度不夠，表面處理后的著色固色不持久？那么硬質(zhì)陽極氧化呢？硬質(zhì)陽極氧化是一種厚膜陽極氧化法，硬質(zhì)陽極氧化與普通陽極氧化的原理、設(shè)備、工藝和檢測各方面沒有本質(zhì)差別，但是特性卻大大不同，具有極佳的耐磨、耐腐蝕特點(diǎn)，是航天航空領(lǐng)域的必用工藝，據(jù)了解這種表面處理工藝也逐漸開始應(yīng)用在手機(jī)行業(yè)。
硬質(zhì)陽極氧化和一般陽極氧化的條件特性對比表
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類別 |
硬質(zhì)陽極氧化 |
一般陽極氧化 |
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原理 |
電解表面形成氧化膜 |
電解表面形成氧化膜 |
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溫度 |
5℃以下 |
18-22℃左右 |
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濃度 |
15%或更低 |
20%左右 |
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電流 |
1.5-5A/dm2 |
1-1.5A/dm2 |
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電壓 |
120V |
≤18V |
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膜厚 |
40--70UM |
8-12UM |
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表面狀態(tài) |
較粗糙 |
較光滑 |
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硬度 |
HV350--550 |
HV250--350 |
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膜通透性 |
不透明膜 |
透明膜 |
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孔隙率 |
低 |
高 |
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耐磨性 |
強(qiáng) |
弱 |
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絕緣性 |
高 |
低 |
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耐腐蝕性 |
強(qiáng) |
弱 |
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適用場合 |
裝飾為主 |
功能為主，耐磨、耐電 |
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成本 |
高 |
低 |
早期由于陽極氧化綜合性能優(yōu)異，蘋果6S、7系等產(chǎn)品的鋁合金采用的工藝均為應(yīng)用廣泛的硫酸陽極氧化。由于鋁材著色和固色難點(diǎn)較大，顏色越深著色越不穩(wěn)定，考慮到鋁合金易腐蝕問題后，2017年推出的iPhone 7/iPhone 7plus的磨砂黑和亮黑，通過改善鋁材的成分，增加含銅量，提高耐腐蝕，但是由于染色的顏色越深度濃重，穩(wěn)定性會越差，依然出現(xiàn)iPhone 7/iPhone 7plus的腐蝕脫色問題。
圖 iPhone 7腐蝕部位
由于鋁材的著色和固色難點(diǎn)問題，在陽極氧化基礎(chǔ)上增加封孔處理工藝還是避免不了腐蝕問題，于是硬質(zhì)陽極氧化這種工藝被關(guān)注到。硬質(zhì)陽極氧化工藝早在1938年以前就為日本和德國廣泛采用，采用草酸陽極氧化，因?yàn)椴菟釋︿X及鋁合金的溶解度較小，所以氧化膜的孔隙率較低，因此膜的耐蝕性、耐磨性和電絕緣性比硫酸膜好。硬質(zhì)陽極氧化是設(shè)法降低氧化膜的溶解性以增厚其膜厚，增強(qiáng)膜層硬度，可以達(dá)到耐磨、耐腐蝕，這種工藝常見于傳動裝置的結(jié)構(gòu)零部件。為了不重蹈覆轍，目前國內(nèi)的高端機(jī)型考慮到采用硬質(zhì)陽極氧化表面處理工藝，據(jù)小編所知華為 mate RS 保時(shí)捷版本鋁材中框就是采用這種工藝。
圖 華為mate RS保時(shí)捷
硬質(zhì)陽極氧化是一種針對鋁材功能性表面處理的工藝，在硫酸加草酸等有機(jī)酸的冷的酸性溶液中電解，通過電流的影響，表面會形成硬質(zhì)類磁鋁氧化膜。較早的硬質(zhì)氧化膜生產(chǎn)條件為：硫酸氧化槽的溫度降低至0℃，電流密度提高至2.7～4.0A/dm2，獲得了25～50μm的“硬質(zhì)氧化膜”?；呐c氧化膜通過原子結(jié)合力連接非常緊密，形成的氧化膜有50%滲透在鋁合金內(nèi)部，50%附著在鋁合金表面，產(chǎn)品外部尺寸變大，內(nèi)控變小，其硬度值，氧化膜內(nèi)層大于外層，阻擋層大于帶有孔隙的氧化膜層。鋁和鋁合金經(jīng)過硬質(zhì)陽極氧化的產(chǎn)品表面硬度較普通陽極氧化高，耐磨損，而且有類似陶瓷質(zhì)感。這種工藝在手機(jī)行業(yè)應(yīng)用案例還不太多，有以下幾方面原因：
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草酸成本高，一般為硫酸陽極氧化的
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膜厚對結(jié)構(gòu)尺寸裝配同時(shí)有很大影響；
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陽極膜太厚，在尖角，利邊處膜厚堆積，容易爆膜，即露白等問題。
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硫酸硬質(zhì)氧化鋁及鋁合金材質(zhì)的要求就較高。
目前，鋁合金經(jīng)過硬質(zhì)陽極氧化處理，通過控制電解條件，膜厚在20um左右，可增強(qiáng)耐磨、耐腐蝕。但是成本相比之前的工藝，還是有所提高。國內(nèi)目前的中框材質(zhì)以鋁合金為主流，鋁合金的痛點(diǎn)要想克服，當(dāng)這種工藝逐漸成熟，后期可能會有更多的品牌機(jī)也會采用這種表面處理工藝。
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