实验一铝阳极氧化与着色

实验一

铝阳极氧化与染色技术

一、表面预处理

无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬运手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

（一）脱脂

铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

表-1 脱脂及主要工艺

有机溶剂是利用油脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂，常用的溶剂有汽油、煤油、乙醇、乙酸异戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制品脱脂处理。表面活性剂是一些在很低的浓度下，能显著降低液体表面张力的物质。常用于脱脂的表面活性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。碱性

脱脂溶液的配方非常多，传统工艺采用磷酸钠、氢氧化钠和硅酸钠，其中磷酸钠和硅酸钠有缓蚀、润湿、稳定作用，溶液加热和搅拌有助于获得最好的脱脂效果。油脂在酸的存在下也能进行水解反应生成甘油和相应的高级脂肪酸。电解脱脂可用阳极电流、阴极电流或交流电。在碱性溶液中阴极电流脱脂，阳极最好为镀镍钢板。其在铝及铝合金表面处理中不常用。乳化脱脂所用的溶液为互不溶解的水与有机溶剂组成的两相或多相溶液，并添加有降低表面张力及对各相均有亲和力的去污剂。

（二）碱蚀剂

碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，通常也称为碱腐蚀或碱洗。其作用是作为制品经某些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。此外，通过改变溶液的组成、温度、处理时间及其他操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（NaF、硝酸钠），结垢抑制剂、（葡萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等）、多价螯合剂（多磷酸盐）、去污剂。碱洗溶液组成往往依铝制品的用途来确定几种碱洗方法列于表-2。

表-2 碱蚀洗溶液组成及工艺

（三）中和和水清洗

铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中，所以经热碱溶液蚀洗的制品都得进行旨在除去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗，这种过程称为中和、光泽或出光处理。其工艺过程是制品在300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而有差异，一般浸洗时间3-5分钟。含硅或锰的铝合金制品上的挂灰，可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液，于室温下处理5-15秒。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L和氧化铬

5-15g/L的溶液或氧化铬100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室温下进行。各道工序间的水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，使下道工序槽液免遭污染，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40-60度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理，所以这道清洗应特别认真，以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长，如停留30-40分钟，制品就需要重新蚀洗和中和。

二、阳极化处理

铝制品表面的自然氧化铝既软又薄，耐蚀性差，不能成为有效防护层更不适合着色。人工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中，部分基体金属发生反应，使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程，常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性又好，可进行着色和封孔处理，表-3介绍了铝制品化学氧化工艺。化学氧化膜与阳极氧化膜相比，膜薄得多，抗蚀性和硬度比较低，而且不易着色，着色后的耐光性差，所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。

表-3 铝制品化学氧化工艺

（一）阳极氧化处理的一般概念

1、阳极氧化膜生成的一般原理

以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金的阳极氧化处理。其装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等。铝阳极氧化的原理实质上就是水电解的原理。当电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态的形式析出。

2、阳极氧化电解溶液的选择

阳极氧化膜生长的一个先决条件是，电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性质相同。适用于阳极氧化处理的酸性电解液见表-4。

表-4 氧化处理的酸性电解液

3、阳极氧化的种类

阳极氧化按电流形式分为：直流电阳极氧化，交流电阳极氧化，脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。铝及铝合金常用阳极氧化方法和工艺条件见表-5。其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。

表-5 铝及铝合金常用阳极氧化方法

4、阳极氧化膜结构、性质

阳极氧化膜由两层组成，多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的，后者称为阻挡层（也称活性层）。用电子显微镜观察研究，膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔，它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体，称为晶胞，整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成，薄而致密，具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约，为总膜后的%%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成，此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时，膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。

（二）直流电硫酸阳极氧化

1、氧化膜成长机理

在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”似的。随着氧化时间的延长，膜的不断溶解或修补，氧化反应得以向纵深发展，从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化

膜。其内层（阻挡层、介电层、活性层）厚度至氧化结束基本都不变，位置却不断向深处推移；而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。

2、氧化膜厚度计算

阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。

σ= Kit

式中σ为阳极氧化膜厚度（μm），I为电流密度（A/dm2），t 为氧化时间（min），K为系数（当氧化铝密度γ=kg/立方米则K=）。上述公式计算的前提是以认为通过的电量全用于氧化铝析出，同时也把氧化铝及膜的密度视为纯净的氧化铝密集的值。但实际情况并非完全如此，为了使K值更切合实际，应将电流效率和在这种工艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在内，即：

K = η/γ

式中η为电流效率（电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比）。K实值各国取值大小各异，美国有取、，日本有取、、，中国、俄罗斯取。

3、影响氧化膜生长和质量的因素

当电解液的温度从20度上升到30度，膜的溶解速度约增加3倍。随电流密度的增加，制品被养护的金属量、表面生成的铝氧化膜厚度都随着增加。硫酸浓度对氧化膜厚度的影响不大，为获得中等厚度、多孔而易于着色和封闭、抗蚀性较高的膜层，浓度最好为15%-20%；溶液用去离子水要求氯离子<15mg/L、铁离子<1mg/L、硫酸根离子<30mg/L，电阻率为5×10的5-6次方Ω·cm；溶液中杂质允许的最大含量铝离子20g/L，铜离子2g/L，铁离子5g/L，氯离子0.1g/L。随着阳极氧化时间的延长，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚电阻增加、导电能力下降，膜的生长速度减慢，有的合金即使延长氧化时间，膜的厚度也不会再增加。不同的铝合金的阳极氧化膜有不同的色彩，纯铝上的膜无色透明，使金属的光泽完全保持下来；高纯铝添加少量的镁，膜色不会因氧化时间的延长而改变，当镁的含量超过2%，膜变暗浊色；铝硅合金阳极氧化时，硅不会被氧化或溶解，部分进入膜层使膜呈暗灰色。含硅量大时，阳极氧化前先用氢氟酸浸泡，膜色会有所好转，一般含硅5%以上的合金不适合做光亮着色制品，含量达13%就难于进行阳极化处理；含铜的合金，当含量较少时，膜呈绿色，随铜含量的增加，膜薄，色调深暗。某些变形铝合金的阳极氧化处理见表-6。铝合金在硫酸溶液中阳极氧化，由于氧化膜在表面上形成、生长和溶解，引起电阻的变化，使过程中的电流、槽端电压及电流密度都随之发生变化。实际操作中电压升高不宜太快，否则会使生成的膜不均匀。

表-6 某些铝合金阳极氧化处理效果

注：1—优良；2—良好；3—尚好；4—可以；5—不适合；6—只适合于暗的颜色。

4、建筑铝型材阳极氧化工艺

建筑铝材是目前阳极氧化处理的主要产品，其中75%-85%是用常规硫酸法处理。中国建筑型材标准规定氧化膜的厚度大于10μm。建筑铝材阳极氧化工艺的最佳工艺参数为电解液硫酸15%±2%，铝离子含量小于5g/L，溶液温度21±10C，电流密度（±）A/dm2，时间（对LD31合金）30min，则10μm；60分钟，则可达18μm（电压18V），溶液用纯水配制。

（三）其他阳极氧化

1、草酸阳极氧化

对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化，草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小；用直流电氧化易出现孔蚀，采用交流电氧化则可防止，随着交流成分的增加，膜的抗蚀性提高，但颜色加深，着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%，一般为3%-5%，在氧化过程中每A·h约消耗-0.14g，同时每A·h有-0.09g的铝溶于电解液生成草酸铝，需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下，当含30g/L 铝时，溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感，阳极氧化纯铝或铝合金时，氯化物的含量分别不应超过-0.02gL，溶液最好用纯水配制。电解液温度升高，膜层减薄。为得到厚的膜，则应提高溶液的pH值。直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极，其与阳极的面积比为（1：2）-（1：1）之间。草酸是弱酸，溶解能力低，铝氧化时，必须冷却制品及电解液。草酸膜层的厚度及颜色依合金成分而不同，纯铝的膜厚呈淡黄或银白色，合金则膜薄色深如黄色、黄铜色。氧化后膜层经清洗，若不染色可用×10的4次方Pa压力的蒸汽封孔30-60分钟。

2、铬酸阳极氧化

铬酸阳极氧化工艺见表-4。氧化过程中应经常进行浓度分析，适时添加铬酐。电解的阴极材料可用铅、铁、不锈钢，最好的阳阴面积比为（5：1）-（10：1）。当溶液中三价铬离子多时，可用电解的方法使其氧化成六价铬离子。溶液中的硫酸盐含量超过%，阳极氧化效果不好，硫酸根离子多时可加入氢氧化钡或者碳酸钡使其生成硫酸钡沉淀。溶液中氯化物含量不应超过0.2g/L。溶液中铬含量超过70g/L时就应稀释或更换溶液。铬酸阳极氧化有电压周期变化的阳极氧化方法或恒电压阳极氧化法（快速铬酸法）两种。

3、硬质（厚膜）阳极氧化

硬质阳极氧化是铝及铝合金表面生成厚而坚硬氧化膜的一种工艺方法。硬质膜的最大厚度可达250μm ，纯铝上形成的膜层微硬度为MPa，合金的一般为4000-6000MPa，与硬铬镀层的相差无几，它们在低符合时耐磨性极佳，硬质膜的孔隙率约为20%左右，比常规硫酸膜低。某些硬质阳极氧化工艺见表-7。

表-7 硬质阳极氧化工艺

4、瓷质阳极氧化

瓷质阳极氧化铝及铝合金在草酸、柠檬酸和硼酸的钛盐、锆盐或钍盐溶液中阳极氧化，溶液中盐类金属的氢氧化物进入氧化膜孔隙中，从而使制品表面显示出与不透明而致密的搪瓷或具有特殊光泽的类似塑料外观的处理过程。瓷质阳极氧化处理工艺流程与常规硫酸阳极氧化基本一致，不同的是瓷质阳极氧化是在高的直流电压（115-125V）和较高的溶液温度（50-60度）、电解液经常搅拌、经常调节pH值使之处于范围内的条件进行。

三、染色处理

化学着色法工艺简单、控制容易、效率高、成本低、设备投资少、着色色域宽、色泽鲜艳。但大面积制品容易出现颜色不均匀，着色后清洗、封孔不当或受到机械损伤时易脱色，着色膜的耐光性相对较差，故往往仅用于室内装饰、日常用小型铝制品的着色处理。铝阳极氧化膜的化学着色是基于多孔膜层有如纺织纤维一样的吸附染料能力而得以进行的。一般阳极氧化膜的孔隙直径为，而染料在水中分离成单分子，直径为，着色时染料被吸附在孔隙表面上并向孔内扩散、堆积，而且与氧化铝进行离子键、氢键结合而使膜层着色，经封孔处理，染料被固定在孔隙内。

（一）有机染料染色

1、染料的选择

有机染料品种繁多，依据不同用途和产品档次选用染料。如可溶性还原染料价格昂贵，色牢度极佳，故多用于高档铝制品金笔、打火机、助听器的染色；醇溶性染料用于铝箔染色；油溶性染料用于铝箔的印花，使用前溶于硝化纤维素系、乙烯树脂系或聚酰胺树脂系等亮漆中，或者溶于烤漆中的三聚氰胺树脂与环氧树脂中，印制后在清洗干净的铝箔表面形成带有染料的树脂膜。用于铝制品染色的染料类别有酸性染料、酸性络合染料、酸性媒介染料、直接染料、弱酸性染料、分散染料、可溶性还原染料、活性染料、碱性染料、醇溶染料、油溶染料等。

2、有机染料着色工艺及控制

（1）单色染色：将经阳极氧化、用清水洗净的铝制品，浸入规定温度染液中浸泡，染色的时间依颜色深浅而定、染浴量可控制在与制品体积之比10：1。

（2）多色染色：若在铝件上染两种和多种不同的颜色，如山水、花鸟、任务、文字等，多采用印花工艺来完成，印版可采用型版（锌版、纸版）和丝网版，可用直接印花法、涂料防染法、泡沫塑料扑染法等。一般做法是将第一种颜色染色后，对需留下颜色的部位用花版印上保护漆膜，剩余的颜色脱去，第二、三及更多的颜色依此类推即可。各种有机染料的染色浓度及工艺条件见表-9。

、着色技术措施

（1）用于染色的染料纯度越高越好，凡掺有大量填充剂（如元明粉、糊精）的染料染铝效果差。批量染色要注意头续缸染液浓度变化，正确补充以确保颜色深浅一致。

（2）采用印花工艺进行多色染色应先浅后深，有黄、红、蓝、棕、黑。染印第二色时，喷漆应该干燥，使涂料紧贴铝面，否则染料会浸入，出现毛边界限不明等。

（3）为保证着色均匀、色泽一致，铝件阳极氧化处理条件必须一致，染色条件也应一致。

（4）染色液同纯水配制，如用硬水则应加六偏磷酸盐（浓度小于5%），以免沉淀生成。染料应完全溶解，否则着色不均，易出现深色斑点。

（5）着色槽应用非活性材料如搪瓷、陶瓷、不锈钢、玻璃等制成，以免引起化学反应造成染液变质。

（6）严禁油污进入染液中，否则着色表面容易出现条纹或污斑缺陷。

（7）可用混合染料着色，但须注意膜层在染液中可能发生的选择性吸附，使颜色不调和或改变色泽，这样处理的膜层颜色不如用单一染料的耐晒。拼色染应将两种染料分别溶解再置于染浴。凡酸性染料必须用醋酸调节pH值，醋酸加入量依染料浓度而定，染液pH值在加入98%醋酸约L。

（8）醇溶性染料用乙醇做溶剂溶解。可溶性还原染料染色后，必须在含有亚硝酸钠10g/L，1.84g/cm3硫酸25ml/L，温度为50~60度显色液中显色1分钟。分散染料在水溶液中染色染液须不停地搅动，分散染料中分散橙GR、分散蓝FFR可获得很满意的染色效果。其他分散染色前的阳极氧化铝须用马来酸、乳酸、酒石酸、5-磺酸基水杨酸等处理再染色。

（9）金属铝中含有杂质影响染色，含硅超过25%底膜显灰色，只宜染深色；含镁超过1%染色带暗灰；含锰色淡而且不鲜艳；含铜色纯，含铁、镍、铬太多色彩沉闷。

（10）某些染液中有硫酸存在，会使膜层着色不上。即使硫酸对染料无影响，也会使染料的pH值下降，导致色调的变化。因此，着色前制品的清洗尤为重要。当用碱性染料着色时，氧化膜必须用2%-3%的单宁酸溶液处理，否则着色不上。待着色的氧化膜层不应有指印及易于生成污点的水滴，否则将使这些部位的吸附能力降低。

（11）为提高氧化膜层的吸附能力，特别是要着深色的制品，着色前可在80度的5ml/L 硫酸溶液中浸泡1分钟，或在40度下浸泡15分钟。

（12）着色不理想的制品可在50%硝酸或5ml/L硫酸溶液中褪色。某些难于脱除的染料所着色的制品则可在更浓的硫酸或1%的次氯酸钠溶液中漂白，洗涤后重新着色。

（13）着色后必须经封孔处理，这对含铜的合金制品尤为重要。若在%醋酸镍溶液中封孔，制品表面出现的黑斑可通过添加%硼酸或醋酸使封孔液中的pH值降至，而得到消除或减少到最低限度。

（14）为提高制品表面的光亮度，阳极化前可进行抛光处理，封孔后还可用细绒布等进行抛光或是浸涂熔融的石蜡或是喷涂清漆。

（二）无机染料染色

到目前为止，耐气候性的有机染料并不多，膜层颜色在100度以上高温就会发生改变。而无机染料当温度超过金属的熔点时，其颜色不会发生变化。无机染料着色有一液法和二液法。前者指阳极氧化膜浸入一种溶液中，这种金属盐在膜孔内水化生成色淀而使膜层显色。后者即经阳极氧化的制品先在一种盐溶液中浸渍，清洗够再浸入另一种盐溶液中，两次浸渍吸附的盐发生反应生成一种不可溶的沉淀色料，从而使制品表面显色。部分无机染料着色工艺及配方见表-10。

表-10 部分无机染料着色工艺及配方

铝的阳极氧化与表面着色

实验3：铝的阳极氧化与表面着色 【实验目的】 1.掌握阳极氧化的基本原理，学习铝的阳极氧化与表面着色工艺，了解对 金属表面处理的一般方法； 2.了解和探讨铝在阳极氧化过程中影响氧化膜性能的各种因素，通过对比 耐腐蚀性来评价氧化膜的质量。 【实验背景】 1.铝的广泛应用：铝及铝合金具有密度小，比强度高，导电和导热性好， 成型容易，无低温脆性等优点，是一种综合性能优良的轻金属材料。目 前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得 到了广泛的应用。 2.铝氧化膜的性质：金属铝在大气中其表面总是被一层透明的氧化膜所 覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄且孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨 性都不能满足防腐需要。利用电化学方法，可使铝（或铝合金）表面生 成致密的优质氧化膜，且膜较厚，其厚度可达几十至几百微米，能有效 地提高铝的耐腐蚀性。另外，由于所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，故 可用有机染料进行染色处理，经封密后色泽稳定，使铝材的应用更加广 泛。这种使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化。 3.铝氧化膜分类：根据氧化膜用途可以在阳极氧化的同时，再进行其它 工艺得到相应的氧化膜，如：防护性氧化膜；防护-装饰性氧化膜（氧 化后再着色）；功能性氧化膜如硬质氧化膜；自润滑氧化膜；导电氧化 膜；绝缘氧化膜、磁性氧化膜、光吸收氧化膜、催化膜等 【实验原理】 1.铝的阳极氧化 1

将铝制品作阳极，以硫酸、铬酸、磷酸、草酸等为电解液，惰性电极为阴极。其 反应历程复杂。现在以 Al为阳极，Pb为阴极，H 2SO 4 溶液为电解质介绍其反应 原理： 阴极：2H++2e-→H2↑阳极：Al-3e-→Al3+ Al3++3H 2O→Al(OH) 3 +3H+ Al(OH) 3→Al 2 O 3 +3H 2 O 阳极上的Al被氧化，且在表面形成一层氧化铝膜的同时，由于阳极反应生成的 H+ 和电解质H 2SO 4 中的H+都能使所形成的氧化膜发生溶解： Al 2O 3 +6H+→Al3++3H2O 当成膜和溶膜的速率决定了膜的厚度和致密度。 成膜机理：在硫酸电解液中阳极氧化，在阳极化初始的短暂时间内，阳极铝表面受到均匀氧化，生成极薄而又非常致密的膜。 由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导。 新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补”。 影响因素： (1)氧化时间：随时间延长，膜不断溶解或修补，氧化反应得以向纵深发展，从 而使制品表面生成薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。 (2)电解液浓度：要使 Al 2O 3 氧化膜顺利形成，并达到一定厚度，必须使电极上 氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率，这要通过控制一定的氧化条件来实现。如果是在强酸电解液中，阳极上的金属离子不断地从金属本体溶解，根本不能形成氧化膜；若在弱酸中，阳极产物在电解液中不溶解，则氧化膜很快形成并覆盖金属，电阻增大，使电化学反应不能正常进行不能形成所需厚度的氧化膜，所以要严格控制硫酸的浓度。 (3)电流密度、温度、电压、杂质等等 2

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程(1) 铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程 1、主题内容与适用范围 本规程规定了铝及铝合金阳极氧化、着色、电泳生产的工艺和操作的技术要求及规范。 2、工艺流程（线路图） 基材→装挂→脱脂→碱蚀→中和→阳极氧化→电解着色→封孔→电泳涂漆→固化→卸料包装→入库 3、装挂： 3.1装挂前的准备。 3.1.1检查导电梁、导电杆等导电部位能否充分导电、并定期打磨、清洗或修理。 3.1.2准备好导电用的铝丝,并打磨导电杆 3.1.3检查传送带及相关设备是否正常。 3.1.4核对随料单或生产任务单的型号、长度、支数、颜色、膜厚等要求是否与订单及实物相符。 3.1.5根据型材规格（外接圆尺寸、外表面积等）确定装挂的支数和间距、色料间距控制在型材与型材间3公分左右，白料间距控制在型材与型材间2公分左右。

3.1.6选择合适的导电杆，在保证导电充分的前提下,导电斑痕最小。 3.2 装挂： 3.2.1装挂时应将型材均匀排布在导电杆有效区间、并上紧每一根料. 3.2.2装挂前应打磨净导电杆上的氧化膜，以防型材与挂具间的导电不良而影响氧化、着色或电泳。 3.2.3装挂时，严禁将型材全部装挂在挂具的下部或上部。 3.2.4装挂的型材必须保持一定的倾斜度（>5°）以利于电泳或着色时排气，减少斑点（气泡）。 3.2.5装挂时必须考虑型材装饰面和沟槽的朝向、防止色差、汽泡、麻点产生在装饰面上。 3.2.6易弯曲、变形的长型材，在型材的中间部位增加一支挂具或采用铝丝吊挂以防型材间碰擦或触碰槽内极板，而擦伤或烧伤型材表面。 3.2.7选用副导杆时，优先选用截面小的副杆，采用铝丝绑扎时，一定要间隔均匀，上紧铝丝防止因料移动而引起大面积的擦伤。 3.2.8截面大小、形状悬殊的型材严禁装挂在同一排上。 3.2.9装挂或搬运型材，必须戴好干净手套，轻拿轻放、爱护、防护好型材表面，严禁野蛮操作。

铝及铝合金热处理工艺

1. 铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1） 图1 铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 (1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。 ①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。 ②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性， 消除材料内

部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。 ③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。 (2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 (3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。 自然时效：有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。 人工时效：有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个阶段进行。 可分为二阶段、三阶段时效

铝及铝合金阳极氧化性能介绍

为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？ 一、阳极氧化的原理 阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。 二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制 1 、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。 2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时, 影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。 三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。 1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。按照铝合金系，从强度最低1xxx 系纯铝到强度最高7xxx 系铝锌镁合金。 1xxx 系铝合金又称“纯铝” , 一般不用于硬质阳极氧化。但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。 2xxx 系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu 金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。 3xxx 系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-M n 金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。 4xxx 系铝合金又称“铝硅合金”，由于此合金含有硅成分，会使阳极氧化膜呈灰色，硅含量越高，颜色越深。因此也不易阳极氧化。 5xxx 系铝合金又称“铝美合金”，是一种用途较广的铝合金系，耐蚀性也好，可焊性也好。此系列铝合金可以阳极氧化，如果镁含量偏高时，其光亮度不够。典型的铝合金牌号：5052。 6xxx 系铝合金又称“铝镁硅合金”，在工程应用尤为重要，主要用于挤压型材，此系列合金可以做阳极氧化，典型的牌号：6063，6463（主要适用于光亮阳极氧化）。强度高的

铝合金的表面处理实用工艺审批稿

铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】

【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观

有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由

铝氧化着色工艺流程

氧化着色工艺规程 1、主题内容与适用范围： 本规程规定了铝及铝合金阳极氧化、着色、电泳生产的工艺和操作的技术要求及规范。 2、工艺流程（线路图） 基材装挂脱脂碱蚀中和阳极氧化电解着色封孔 电泳涂漆 固化卸料包装 入库 入库 3、装挂： 3.1装挂前的准备。 3.1.1检查导电梁、导电杆等导电部位能否充分导电、并定期打磨、清洗或修理。 3.1.2准备好导电用的铝片和铝丝。 3.1.3检查气动工具及相关设备是否正常。 3.1.4核对流转单或生产任务单的型号、长度、支数、颜色、膜厚等要求是否与订单及实物相符。 3.1.5根据型材规格（外接圆尺寸、外表面积等）确定装挂的支数和间距、色料间距控制在型材水平宽度的1.2倍左右，白料间距控制在型材宽度的1倍左右。 3.1.6选择合适的挂具，确保正、副挂具的挂钩数与型材的装挂支数一致。 3.2 装挂： 3.2.1装挂时应先挂最上面一支，再固定最下面一支，然后将其余型材均匀排布在中间、并旋紧所有铝螺丝。 3.2.2装挂前在型材与铝螺丝间夹放铝片，以防型材与挂具间的导电不良而影响氧化、着色或电泳。 3.2.3装挂时，严禁将型材全部装挂在挂具的下部或上部。 3.2.4装挂的型材必须保持一定的倾斜度（>5°）以利于电泳或着色时排气，减少斑点（气泡）。 3.2.5装挂时必须考虑型材装饰面和沟槽的朝向、防止色差、汽泡、麻点产生在装饰面上。 3.2.6易弯曲、变形的长型材，在型材的中间部位增加一支挂具或采用铝丝吊挂以防型材间碰擦或触碰槽内极板，而擦伤或烧伤型材表面。 3.2.7选用副杆挂具时，优先选用插杆，采用铝丝绑扎时，一定要间隔均匀，露头应小于25mm。 3.2.8截面大小、形状悬殊的型材严禁装挂在同一排上。 3.2.9装挂或搬运型材，必须戴好干净手套，轻拿轻放、爱护、防护好型材表面，严禁野蛮操作。 3.2.10装挂或搬运型材时必须加强自检和互检，不合格的型材严禁装挂，表面沾有油污或铝屑（毛刺）的型材必须采取适当的措施处理干净。 3.2.11剔除不合格型材后，必须按订单支数及时补足。 3.2.12装挂区的型材不宜存放太久，以防废气腐蚀型材表面。 3.2.13认真填写《装挂记录》和《氧化工艺流程卡》上装挂部分的记录，准确计算填写每挂氧化面积，随时核对订单，确保型号、支数、颜色不出差错。 3.2.14认真做好交接班手续和工作区的环境卫生。 4、氧化台生产前的准备工作： 4.1检查各工艺槽的液面高度，根据化验报告单调整各槽液浓度，确保槽液始终符合工艺要求，并经常清除槽液中的污物。 4.2检查行车、冷冻机、整流器、循环酸泵、水泵、转移车、固化炉等设备是否正常，如有异常应及时排除，严禁带病运行。 4.3检查纯水洗槽和自来水洗槽的PH（或电导率）和洁净度、不符合工艺要求的应及时更换或

铝及铝合金仿木纹着色工艺

【轻金属表面精饰】 铝及铝合金仿木纹着色工艺 徐金来1，刘钧泉2，吴成宝2 （1. 广州市二轻工业科学技术研究所，广东 广州 510663； 2. 华南理工大学工控学院，广东 广州 510640） 摘 要：介绍了铝及铝合金的电化学仿木纹工艺流程、工艺配方。研究了阳极氧化时间、着色时间和着色温度对着色效果的影响。获得了较为逼真的仿木纹效果的最佳工艺规范。（1）土黄色仿木纹工艺，A: ρ（醋酸钴）40 g/L，t (浸渍) 15 ~ 20 min；B: ρ（高锰酸钾）20 g/L，t (浸渍) 1 ~ 5 min；t (氧化) 20 ~ 40 min，θ (着色) 30 ~ 35 °C。（2）蓝色仿木纹工艺，A: ρ（亚铁氰化钾）10 g/L，t (浸渍) 6 ~ 10 min；B: ρ（硫酸铁）10 g/L，t (浸渍) 20 ~ 60 s；t (氧化) 20 ~ 40 min，θ (着色) 25 ~ 30 °C。（3）绿色仿木纹工艺，A: ρ（亚铁氰化钾）10 g/L，t (浸渍) 10 ~ 15 min；B: ρ（醋酸钴）20 g/L，φ（硫酸）10 mL/L，ρ（硫酸铁）5 g/L，t (浸渍) 2 ~ 5 min；t (氧化) 20 ~ 40 min，θ (着色) 30 ~ 35 °C，2次着色。 关键词：铝；铝合金；电化学仿木纹；化学着色；配方 中图分类号：TG177文献标识码：A 文章编号：1004 – 227X (2007) 02 – 0039 – 04 Graining coloring technics on aluminum and aluminum alloy// XU Jin-lai, LIU Jun-quan, WU Cheng-bao Abstract:The process flows and process formula of electrochemical graining on aluminum and aluminum alloy were introduced. The influences of anodizing time, coloring time and coloring temperature on coloring effect were studied. The optimal process criterions of true-to-like graining effect were obtained. (1) soil-yellow graining, A: ρ(cobalt acetate) 40 g/L, t (immersion) 15 ~ 20 min; B: ρ(potassium permanganate) 20 g/L, t (immersion) 1 ~ 5 min; t (anodizing) 20 ~ 40 min, θ (coloring) 30 ~ 35 °C. (2) dark blue graining, A: ρ (potassium ferrocyanide) 10 g/L, t (immersion) 6 ~ 10 min; B: ρ (ferric sulfate) 10 g/L, t (immersion)20 ~ 60 s; t (anodizing)20 ~ 40 min, θ (coloring) 25 ~ 30 °C. (3) green graining, A: ρ(potassium ferrocyanide) 10 g/L, t (immersion) 10 ~ 15 min; B: ρ (cobalt acetate) 20 g/L, φ (sulfuric acid) 10 mL/L, ρ(ferric sulfate) 5 g/L, t (immersion) 2 ~ 5 min; t (anodizing) 20 ~ 40 min, θ (coloring) 30 ~ 35 °C, second time coloring. 收稿日期：2006–10–16 作者简介：徐金来（1979–），男，硕士，主要从事金属表面处理研究。 作者联系方式：(Tel) 020-********。Keywords: aluminum; aluminum alloy; electrochemical graining; chemical coloring; formula First-author’s address: Guangzhou Etsing Plating Research Institute, Guangzhou 510663, China 1 前言 铝材的电化学仿木纹处理是铝及其合金电解着色的一个新方向，它是通过对铝材进行木纹电解、阳极氧化、着色和封闭等工艺赋予铝材表面木质感，从而使铝材合金既具有金属特性，又具有木质的外观。铝及其合金仿木纹的方法主要有机械法、印刷法、压膜法和电化学法[1-2]。电化学法是利用电解刻蚀的方法，应用交流电解形成纹路，再经过氧化着色得到仿木纹效果。即使是形状较为复杂的工件或型材都可以进行仿木纹着色处理。邓纶浩、刘付永、何畏等[3-5]对经交流处理后的铝材电解着色，得到土黄色、青铜色、金黄色和红色等仿木纹。电化学仿木纹着色只需在原有阳极氧化－着色生产线上添加木纹处理工序即可，对原有铝表面处理厂而言具有追加投资小、工艺相对简单、生产成本较低的优点。因此，研究电化学仿木纹着色具有重要的现实意义。考虑到仿木纹着色的后处理与常规铝材着色的后处理一样，故本文不对仿木纹着色的后处理作研究。 2 实验部分 2. 1 实验材料 实验材料为广东某铝材厂提供的工业纯铝（L2）和6063铝合金（LD31），其成分见表1。

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程

铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程 1、主题内容与适用范围 本规程规定了铝及铝合金阳极氧化、着色、电泳生产的工艺和操作的技术要求及规范。 2、工艺流程（线路图） 基材→装挂→脱脂→碱蚀→中和→阳极氧化→电解着色→封孔→电泳 涂漆→固化→卸料包装→入库 3、装挂： 3.1装挂前的准备。 3.1.1检查导电梁、导电杆等导电部位能否充分导电、并定期打磨、清洗或修理。 3.1.2准备好导电用的铝丝,并打磨导电杆 3.1.3检查传送带及相关设备是否正常。 3.1.4核对随料单或生产任务单的型号、长度、支数、颜色、膜厚等要求是否与订单及实物相符。 3.1.5根据型材规格（外接圆尺寸、外表面积等）确定装挂的支数和间距、色料间距控制在型材与型材间3公分左右，白料间距控制在型材与型材间2公分左右。 3.1.6选择合适的导电杆，在保证导电充分的前提下,导电斑痕最小。 3.2装挂： 3.2.1装挂时应将型材均匀排布在导电杆有效区间、并上紧每一根料. 3.2.2装挂前应打磨净导电杆上的氧化膜，以防型材与挂具间的导电不良而影响氧化、着色或电泳。 3.2.3装挂时，严禁将型材全部装挂在挂具的下部或上部。 3.2.4装挂的型材必须保持一定的倾斜度（>5°）以利于电泳或着色时排气，减少斑点（气泡）。

3.2.5装挂时必须考虑型材装饰面和沟槽的朝向、防止色差、汽泡、麻点产生在装饰面上。 3.2.6易弯曲、变形的长型材，在型材的中间部位增加一支挂具或采用铝丝吊挂以防型材间碰擦或触碰槽内极板，而擦伤或烧伤型材表面。 3.2.7选用副导杆时，优先选用截面小的副杆，采用铝丝绑扎时，一定要间隔均匀，上紧铝丝防止因料移动而引起大面积的擦伤。 3.2.8截面大小、形状悬殊的型材严禁装挂在同一排上。 3.2.9装挂或搬运型材，必须戴好干净手套，轻拿轻放、爱护、防护好型材表面，严禁野蛮操作。 3.2.10装挂或搬运型材时必须加强自检和互检，不合格的型材严禁装挂，表面沾有油污或铝屑（毛刺）的型材必须采取适当的措施处理干净。 3.2.11剔除不合格型材后，必须按订单支数及时补足。 3.2.12装挂区的型材不宜存放太久，以防废气腐蚀型材表面。 3.2.13认真填写《装挂记录》和《氧化工艺流程卡》上装挂部分的记录，准确计算填写每挂氧化面积，随时核对订单，确保型号、支数、颜色不出差错。 3.2.14认真做好交接班手续和工作区的环境卫生。 4、氧化台生产前的准备工作： 4.1检查各工艺槽的液面高度，根据化验报告单调整各槽液浓度，确保槽液始终符合工艺要求，并经常清除槽液中的污物。 4.2检查行车、冷冻机、整流器、循环酸泵、水泵、转移车、固化炉等设备是否正常，如有异常应及时排除，严禁带病运行。 4.3检查纯水洗槽和自来水洗槽的PH（或电导率）和洁净度、不符合工艺要求的应及时更换或补水溢流。 4.4打开碱蚀、热纯水槽、封孔槽的蒸汽或冷却水，打开氧化槽、着色槽、电泳槽的循环冷却系统，确保槽液均匀、温度达到工艺要求。 4.5检查罗茨风机和抽、排风机，并在生产前开启。 4.6认真核对《氧化工艺流程卡》，明确生产要求，准备好比色用色板。 5、氧化台操作的通用要求：

铝材阳极氧化工艺流程

铝材阳极氧化工艺流程： 机械抛光——除油——水洗——化学抛光——水洗——阳极氧化——水洗——封闭—机械光亮 化学抛光商品：铝材碱性抛光液 阳极氧化商品：铝材阳极氧化液 封闭商品：铝材着色封闭液 铝材阳极氧化和染色工艺 经过染色法处理的铝制品，颜色美观、鲜艳、抗腐蚀性、耐磨性及绝缘性高于一般的铝制品。将铝的工件悬于适当的电解质溶液内，以此作阳极进行电解。在电解过程中，水中的氢氧根离子在阳极放出电子成为水和新生态的氧，它使铝氧化成较厚的氧化铝膜，因为这个过程是金属制品作阳极被氧化的，所以叫做阳极氧化。铝制品经阳极氧化后，再经着色、封闭、处理即成染色品。 一、染色工艺 1.预处理:铝制件在多次机械加工过程中，沾有较多的油脂、少量磨料、灰尘及有缺陷的氧化膜等，这些物质导电性差，不能进行阳极氧化，故需预先处理。方法是用四氯化碳、三氯乙烯、汽油或甲苯作清洗剂，将铝件浸入，用毛刷刷洗，然后风干，再浸入水中，多次清洗。油去尽后，立即用热水冲洗。如果表面生成一层黑色的膜，还要放在32%的硝酸溶液浸泡20秒钟，以便除去黑膜，最后用冷水冲洗干净。浸入蒸馏水中，备作制氧化膜用。 2.阳极氧化: ⑴硫酸电解液的配制:由硫酸18-20公斤和去离子水80-82公斤混合而成，此时溶液比重约为1.125-1.140。有时为了获得防护性能好的氧极氧化膜，通常往硫酸电解液中添加少量草酸。 ⑵氧化工艺:将线路仪表安装好，将要染色铝件作阳极并全部浸入电解液中，然后接通电源，按下列工艺条件控制。 电解液温度控制在12-25℃，阳极电流密度1-2安/分米2，槽中电压13-23伏之间。时间30-40分钟左右。 按上述工艺操作完毕，随时将铝件从电解液中取出，把所沾的酸液用清水冲洗干净，低凹部分更应注意，否则会有白斑出现。酸液清洗干净后，浸入清洁水中备用。 3.染色:铝件经过阳极氧化后，表面形成了能吸附，以共价键或氢键等键型键合而成有色络合物，出现色泽。 ⑴染料选择:染料分无机染料和有机染料两种。无机染料多为无机盐组成，染色时将铝件分别在甲、乙两种化合物溶液中浸泡，生成带色化合物，达到染色目的。 无机染色溶液 染料颜色溶液甲溶液乙染色化合物名称 名称浓度名称浓度 蓝或浅蓝亚铁氰化钾 10-50 氯化铁 10-100 普鲁士蓝 褐色铁氰化钾 10-50 硫酸铜 10-100 铁氰化铜 黑色醋酸钴 50-100 高锰酸钾 15-25 氧化钴 黄色重铬酸钾 50-100 醋酸铅 100-200 重铬酸铅

铝及铝合金表面处理工艺

铝及铝合金的特点 1.密度低 铝的密度约为2.7g/cm3，在金属结构料中仅高于镁的第二轻金属，只有铁或者铜的1/3。 2.塑性高 铝及其合金延展性好，可通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型、板、箔、管和丝材。 3.易强化 纯铝强度不高，但通过合金化和热处理容易使之强化，制造高强度铝合金，强度可以和合金钢媲美。 4.导电好 铝的导电性和导热性仅次于银、金、铜。设铜相对导电率为100，则铝为64，铁只有16。如按照等质量金属导电能力计算，铝几乎是铜的一倍。 5.耐腐蚀 铝和氧具有有极高的亲和力，自然条件下铝表面会生成保护性氧化物，具有比钢铁好得多的耐腐蚀性 6.易回收 铝的熔融温度低，为660°С左右，废料容易再生，回收率极高，回收能耗只是冶炼的3%。 7.可焊接

铝合金可通过惰性气体保护法焊接，焊接后力学性能好，耐腐蚀性好，外观美丽，满足结构料要求 8.易表面处理 铝可通过阳极氧化着色处理，处理后硬度高，耐磨耐腐蚀及电绝缘性好，通过化学预处理还可以进行电镀、电泳、喷涂等进一步提高铝的装饰性和保护性 铝的表面机械预处理 1.机械预处理的目的 a.提供良好的表观条件，提高表面精饰质量；提高产品品级；减少焊接的影响；产生装饰效果；获得干净表面。 2.机械预处理的常用方法 常用的机械预处理方法有抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。具体采用那一种预处理要根据产品的类型、生产方法、表面初始状态及最终精饰水平而定。 3.机械抛光的原理及作用 高速旋转的抛光轮与工件摩擦产生高温，是金属表面发生塑性变形，从而平整了金属表面的凸凹点，同时使在周围大气氧化下瞬间生成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来，从而变得越来越光亮。主要作用是去除工件表面的毛刺、划痕、腐蚀斑点、砂眼、气孔等表面缺陷。同时进一步清除工件表面上的细微不平，使其具有更高的光泽，直至镜面效果。 4.喷砂的原理及作用

铝的阳极氧化染色实验报告

铝的阳极氧化染色实验报告 【实验名称】 铝的阳极氧化染色。 【实验目的】 对铝进行阳极氧化，并进行染色处理。 【实验原理】 以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，使其表面形成氧化膜，这样形成的氧化膜比在空气中自然形成的氧化膜耐蚀能力更好。氧化膜具有较强的吸附性，利于进行染色处理。经过阳极氧化后，铝制品的耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。 （1）阳极氧化原理 以铝或铝合金制品为阳极，硫酸为电解质溶液进行通电处理，铝被氧化形成无水的氧化膜。 阴极：2H+ + 2e-= H2↑ 阳极：2Al + 3H2O – 6e-= Al2O3 + 6H+ 氧化膜在生成的同时，又伴随着氧化膜被溶解的过程。 Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O 溶解出现的孔隙使铝与电解液接触，又重新氧化生成氧化膜，循环往复。控制一定的工艺条件（硫酸浓度和温度等）可使氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率，利于氧化膜的生成。 （2）着色原理 铝的阳极氧化膜多孔隙，对染料有良好的物理吸附和化学吸附性能，在铝阳极氧化膜上进行浸渍着色或电解着色，可达到耐蚀和装饰目的。 无机盐着色：将制品依次浸入两种无机盐溶液中，两种无机盐在氧化膜孔隙内反应生成有颜色的无机盐并沉积在孔隙中。 有机染料着色：阳极氧化膜对染料有物理吸附作用，有机染料官能团与氧化膜也会发生络合反应。有机染色色种多且色泽艳丽，但耐磨、耐晒、耐光性能差。 （3）封闭原理 铝阳极氧化膜必须进行封闭处理。沸水法是常用的封闭方法。在沸水中，氧化膜表面及孔壁的无水氧化膜水化，形成非常稳定的水合结晶膜，从而达到封闭孔隙的目的。 Al2O3 + H2O=Al2O3·H2O 此外还有蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和填充有机物封闭法等。 本实验将铝以硫酸为电解质溶液进行阳极氧化，用硫代硫酸钠溶液和高锰酸钾溶液进行浸渍着色，用沸水法封闭。 【实验用品】 铝片、铜片、氢氧化钠、硫酸、高锰酸钾、硫代硫酸钠、水、天平、量筒、烧杯、玻璃棒、水槽、直流电源、电流表、鳄鱼夹、导线、砂纸。 （电极及导线的材料不能与硫酸溶液反应，避免污染电解液。）

铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅材料讲解学习

铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅 材料

铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅材料 铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程 1、工艺流程（线路图） 基材→装挂→脱脂→碱蚀→中和→阳极氧化→电解着色→封孔→电泳涂漆→固化→卸料包装→入库 2、装挂： 2.1装挂前的准备。 2.1.1检查导电梁、导电杆等导电部位能否充分导电、并定期打磨、清洗或修理。 2.1.2准备好导电用的铝片和铝丝。 2.1.3检查气动工具及相关设备是否正常。 2.1.4核对流转单或生产任务单的型号、长度、支数、颜色、膜厚等要求是否与订单及实物相符。 2.1.5根据型材规格（外接圆尺寸、外表面积等）确定装挂的支数和间距、色料间距控制在型材水平宽度的1.2倍左右，白料间距控制在型材宽度的1倍左右。 2.1.6选择合适的挂具，确保正、副挂具的挂钩数与型材的装挂支数一致。 2.2装挂： 2.2.1装挂时应先挂最上面一支，再固定最下面一支，然后将其余型材均匀排布在中间、并旋紧所有铝螺丝。 2.2.2装挂前在型材与铝螺丝间夹放铝片，以防型材与挂具间的导电不良而影响氧化、着色或电泳。 2.2.3装挂时，严禁将型材全部装挂在挂具的下部或上部。 2.2.4装挂的型材必须保持一定的倾斜度（>5°）以利于电泳或着色时排气，减少斑点（气泡）。 2.2.5装挂时必须考虑型材装饰面和沟槽的朝向、防止色差、汽泡、麻点产生在装饰面上。2.2.6易弯曲、变形的长型材，在型材的中间部位增加一支挂具或采用铝丝吊挂以防型材间碰擦或触碰槽内极板，而擦伤或烧伤型材表面。 2.2.7选用副杆挂具时，优先选用插杆，采用铝丝绑扎时，一定要间隔均匀，露头应小于25mm。 2.2.8截面大小、形状悬殊的型材严禁装挂在同一排上。 2.2.9装挂或搬运型材，必须戴好干净手套，轻拿轻放、爱护、防护好型材表面，严禁野蛮操作。 2.2.10装挂或搬运型材时必须加强自检和互检，不合格的型材严禁装挂，表面沾有油污或铝屑（毛刺）的型材必须采取适当的措施处理干净。 2.2.11剔除不合格型材后，必须按订单支数及时补足。 2.2.12装挂区的型材不宜存放太久，以防废气腐蚀型材表面。 2.2.13认真填写《装挂记录》和《氧化工艺流程卡》上装挂部分的记录，准确计算填写每挂氧化面积，随时核对订单，确保型号、支数、颜色不出差错。 2.2.14认真做好交接班手续和工作区的环境卫生。 3、氧化台生产前的准备工作： 3.1检查各工艺槽的液面高度，根据化验报告单调整各槽液浓度，确保槽液始终符合工艺要求，并经常清除槽液中的污物。 3.2检查行车、冷冻机、整流器、循环酸泵、水泵、转移车、固化炉等设备是否正常，如

铝及铝合金热处理工艺

铝及铝合金热处理工艺

1. 铝及铝合金热处理工艺 1.1 铝及铝合金热处理的作用 将铝及铝合金材料加热到一定的温度并保温一定时间以获得预期的产品组织和性能。 1.2 铝及铝合金热处理的主要方法及其基本作用原理 1.2.1 铝及铝合金热处理的分类（见图1） 图1 铝及铝合金热处理分类 1.2.2 铝及铝合金热处理基本作用原理 (1) 退火：产品加热到一定温度并保温到一定时间后以一定的冷却速度冷却到室温。通过原子扩散、迁移，使之组织更加均匀、稳定、，内应力消除，可大大提高材料的塑性，但强度会降低。 ①铸锭均匀化退火：在高温下长期保温，然后以一定速度（高、中、低、慢）冷却，使铸锭化学成分、组织与性能均匀化，可提高材料塑性20%左右，降低挤压力20%左右，提高挤压速度15%左右，同时使材料表面处理质量提高。 铝及铝合金热处理 回归 均匀化退火 退火 成品退火 中间退火 过时效 欠时效 自然时效 人工时效 多级时效 时效 固溶淬火 离线淬火 在线淬火 一次淬火 阶段淬火 立式淬火 卧式淬火

②中间退火：又称局部退火或工序间退火，是为了提高材料的塑性，消除材料 内部加工应力，在较低的温度下保温较短的时间，以利于续继加工或获得某种性能的组合。 ③完全退火：又称成品退火，是在较高温度下，保温一定时间，以获得完全再 结晶状态下的软化组织，具有最好的塑性和较低的强度。 (2)固溶淬火处理：将可热处理强化的铝合金材料加热到较高的温度并保持一定 的时间，使材料中的第二相或其它可溶成分充分溶解到铝基体中，形成过饱和固溶体，然后以快冷的方法将这种过饱和固溶体保持到室温，它是一种不稳定的状态，因处于高能位状态，溶质原子随时有析出的可能。但此时材料塑性较高，可进行冷加工或矫直工序。 ①在线淬火：对于一些淬火敏感性不高的合金材料，可利用挤压时高温进行固 溶，然后用空冷（T5）或用水雾冷却（T6）进行淬火以获得一定的组织和性能。 ②离线淬火：对于一些淬火敏感性高的合金材料必须在专门的热处理炉中重新 加热到较高的温度并保温一定时间，然后以不大于15秒的转移时间淬入水中或油中，以获得一定的组织和性能，根据设备不同可分为盐浴淬火、空气淬火、立式淬火、卧式淬火。 (3)时效：经固溶淬火后的材料，在室温或较高温度下保持一段时间，不稳定的 过饱和固溶体会进行分解，第二相粒子会从过饱和固溶体中析出（或沉淀），分布在α（AL）铝晶粒周边，从而产生强化作用称之为析出（沉淀）强化。自然时效：有的合金（如2024等）可在室温下产生析出强化作用，叫做自然时效。人工时效：有些合金（如7075等）在室温下析出了强化不明显，而在较高温度下的析出强化效果明显，称为人工时效。 人工时效可分为欠时效和过时效。 ①欠时效：为了获得某种性能，控制较低的时效温度和保持较短的时效时间。 ②过时效：为了获得某些特殊性能和较好的综合性能，在较高的温度下或保温 较长的时间状态下进行的时效。 ③多级时效：为了获得某些特殊性能和良好的综合性能，将时效过程分为几个 阶段进行。

如何解决铝材阳极氧化着色色差精选文档

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铝材氧化着色过程常见缺陷和处理方法 黄瑞强 (广西平铝集团有限公司) 摘要:实际生产中由于人员、工艺、设备、操作存在差异，型材氧化着色过程中产生的质量缺陷色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。本文从实际生产过程中对铝型材氧化着色常见的缺陷问题、提出解决的办法和技术途径。 关键词:铝材着色; 缺陷; 处理 随着铝加工工业的蓬勃发展，铝表面处理已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。铝制品经过表面处理之后。耐磨、耐蚀、耐光照、耐气候等性能都有很大提高，更重要的是可以着上各种美丽鲜艳的色彩。由于其它构成装饰的各种建筑物，曰用铝制品，工艺美术品，装饰品，家具用品等美观大方。适应时代美感的要求，因而铝材的应用价值大为得高。 为了装饰和提高铝材表面性能，在铝材氧化膜上进行着色处理，常用的方法有电解着色法、化学着色法、自然着色法等。 在实际生产中由于人员、工艺、设备、操作等存在差异，每批的产品色差也会存在一定的差异，产生不同的质量缺陷，在特定的介质下，色泽的深浅是由金属粒子沉积量来决定，而与氧化膜的厚度无关。铝材电解着色的色差的产生，与着色机理、氧化膜的厚度

的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。如何解决这一问题，确保每批产品的色差保持一致，并在双方确认的偏差范围内，以满足消费者的要求。这就要求生产企业，在对型材进行电解着色表面处理时，加以研究和防范。 以下介绍我公司在阳极氧化电解着色生产工艺中常见的质量缺陷和处理方法： 一、要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内，减少着色缺陷的产生，在实际的生产过程中，首先在加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时注意以下几方面的要求。 1、在阳极氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度，并放置在两极中间，确保左右极距相等。同时控制上料绑料面积，每挂料总表面积最大不超过44m2。 2、检查槽液浓度，是否符合工艺要求。 3、送电着色时，行车挂钩与导电梁挂钩必须脱开，并静置～1分钟后才能送电着色。 4、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。? 5、着色结束时，必须立即起吊，尽快流尽槽液，尽快转移至水槽水洗，不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后，才能用色板比色，比色时,掌握型材色略深于样

如何解决铝材阳极氧化着色色差

铝材氧化着色过程常见缺陷和处理方法 黄瑞强 (广西平铝集团有限公司) 摘要:实际生产中由于人员、工艺、设备、操作存在差异，型材氧化着色过程中产生的质量缺陷色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。本文从实际生产过程中对铝型材氧化着色常见的缺陷问题、提出解决的办法和技术途径。 关键词:铝材着色; 缺陷; 处理 随着铝加工工业的蓬勃发展，铝表面处理已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。铝制品经过表面处理之后。耐磨、耐蚀、耐光照、耐气候等性能都有很大提高，更重要的是可以着上各种美丽鲜艳的色彩。由于其它构成装饰的各种建筑物，曰用铝制品，工艺美术品，装饰品，家具用品等美观大方。适应时代美感的要求，因而铝材的应用价值大为得高。 为了装饰和提高铝材表面性能，在铝材氧化膜上进行着色处理，常用的方法有电解着色法、化学着色法、自然着色法等。 在实际生产中由于人员、工艺、设备、操作等存在差异，每批的产品色差也会存在一定的差异，产生不同的质量缺陷，在特定的介质下，色泽的深浅是由金属粒子沉积量来决定，而与氧化膜的厚度无关。铝材电解着色的色差的产生，与着色机理、氧化膜的厚度的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。铝材着色的缺陷大体上有以下几种

情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。如何解决这一问题，确保每批产品的色差保持一致，并在双方确认的偏差范围内，以满足消费者的要求。这就要求生产企业，在对型材进行电解着色表面处理时，加以研究和防范。 以下介绍我公司在阳极氧化电解着色生产工艺中常见的质量缺陷和处理方法： 一、要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内，减少着色缺陷的产生，在实际的生产过程中，首先在加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时注意以下几方面的要求。 1、在阳极氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度，并放置在两极中间，确保左右极距相等。同时控制上料绑料面积，每挂料总表面积最大不超过44m2。 2、检查槽液浓度，是否符合工艺要求。 3、送电着色时，行车挂钩与导电梁挂钩必须脱开，并静置0.5～1分钟后才能送电着色。 4、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。 5、着色结束时，必须立即起吊，尽快流尽槽液，尽快转移至水槽水洗，不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后，才能用色板比色，比色时,掌握型材色略深于样板色。当颜色太浅时，重新放入着色槽通电补色，当颜色太深时，重新放入着色槽（不通电）或氧化槽后面的酸性水槽褪色。

铝合金阳极氧化常见故障分析及预防

铝合金阳极氧化常见故障分析及预防 [摘要] 重点介绍铝合金硫酸阳极氧化工艺中经常发生的故障，分析故障产生的原因，采取有效预防措施，可以减少故障发生，保证其质量。 0 前言 铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极，以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解，使其表面生成氧化膜层。其中硫酸阳极氧化处理应用最为广泛。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力，易进行封孑L或着色处理，更加提高其抗蚀性和外观。阳极氧化膜层厚一般3～15μm，铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单，电解液稳定，成本也不高，是成熟的工艺方法，但在硫酸阳极化过程中往往免不了发生各种故障，影响氧化膜层质量。认真总结分析故障产生的原因并采取有效预防措施，对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有重要 的现实意义。 1 常见故障及分析 (1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后，发生局部无氧化摸，呈现肉眼可见的黑斑或条 纹，氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。此类故障虽不多见但也有发生。 上述故障原因，一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关，或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金，氧化膜则较难生成，且生成的膜发暗、发灰，光泽性不好。如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等，则易产生选择性氧化或选择性溶解。若铝合金中局部硅含量偏析，则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。另外，如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高，往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹，影响氧化膜的抗 蚀防护性能。 (2) 同槽处理的阳极氧化零件，有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整，有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生，严重影响铝合 金阳极氧化质量。 由于铝氧化膜的绝缘性较好，所以铝合金制件在阳极氧化处理前必须牢固地装挂在通用或专用夹具上，以保证良好的导电性。导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。夹具与零件接触处，既要保证电流自由通过，又要尽可能减少夹具和零件间的接触印痕。接触面积过小，电流密度太大，会产生过热易烧损零件和夹具。无氧化膜或膜层不完整等现象，主要是由于夹具和制件接触不好，导电不良或者是由于夹具上氧化膜层未彻底清除所致。