鋁表面陽(yáng)極氧化處理方法

1、鋁表面陽(yáng)極氧化處理方法 一、表面預(yù)處理無(wú)論采用何種方法加工的鋁材及制品，表面上都會(huì)不同程度地存在著污垢和缺陷，如灰 塵、金屬氧化物（天然的或高溫下形成的氧化鋁薄膜） 、殘留油污、瀝青標(biāo)志、人工搬運(yùn)手 印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物） 、焊接熔劑以及腐蝕鹽類、金屬毛刺、輕微的劃擦 傷等。 因此在氧化處理之前， 用化學(xué)和物理的方法對(duì)制品表面進(jìn)行必要的清洗， 使其裸露純 凈的金屬基體， 以利氧化著色順利進(jìn)行， 從而獲得與基體結(jié)合牢固、 色澤和厚度都滿足要求 且具有最佳耐蝕、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。（一）脫脂鋁及鋁合金表面脫脂有有機(jī)溶劑脫脂、 表面活性劑脫脂、 堿性溶液脫脂、 酸性溶液脫脂、

2、 電解脫脂、 乳化脫脂。幾種脫脂方法及主要工藝列于表 -1 。在這些方法中， 以堿性溶液特別 是熱氫氧化鈉溶液的脫脂最為有效。表-1 脫脂及主要工藝脫脂方法溶液組成用量g/L 溫度/度 時(shí)間min后處理 備注有機(jī)溶劑 汽油、四氯化碳、三氯乙烯等 適量 常溫或蒸汽 適當(dāng) 無(wú)浸蝕 表面活性劑 肥皂、合成洗滌劑 適量 常溫 -80 適當(dāng) . 水清洗 無(wú)浸蝕堿性溶液 NaOH 50-200 40-80 水洗后用 100-500g/L 硝酸溶液中和及除掛灰 脫脂兼 腐蝕除去自然氧化，硝酸可用稀硫酸+鉻酸代替十二水磷酸鈉 NaOF硅酸鈉40-608-1225-30 60-70 3-5水清洗NaOH可用40

3、-50g/L碳酸鈉代替，總堿度按 NaO計(jì)算為%多聚磷酸鈉碳酸鈉磷酸鈉一水硼酸鈉葡萄糖酸液體潤(rùn)濕劑60 12-15 水清洗 使用前攪拌 4個(gè)小時(shí)十二水磷酸鈉硅酸鈉液體肥皂 50-7025-353-5 75-85 3-5水清洗碳酸鈉磷酸鈉 25-4025-40 75-85 適當(dāng) 水清洗磷酸鈉碳酸鈉 NaOH 20106 45-65 3-5 水清洗強(qiáng)堿阻化除油劑 40-60 70 5 水清洗 除油不凈可延長(zhǎng)處理時(shí)間酸性溶液 硫酸 50-300 60-80 1-3水清洗硝酸 162-354 常溫 3-5 水清洗 松化處理磷酸硫酸表面活性劑 3075 50-60 5-6 水清洗磷酸（ 85%）丁醇異丙

4、醇水 100%40%30%20% 常溫 5-10 水清洗 溶液組成以體積記電解溶液 陽(yáng)極氧化用電解質(zhì) 常溫 適當(dāng) 交流電或陰極電流電解NaOH 100-200 常溫 水清洗后中和 鋁制品為陰極，電流密度為 4-8A/dm2乳化溶液 石蠟三乙醇胺油酸松油水%89%常溫 適當(dāng) 水清洗 溶液組成以體積記有機(jī)溶劑是利用油脂易溶于有機(jī)溶劑的特點(diǎn)進(jìn)行脫脂， 常用的溶劑有汽油、 煤油、乙醇、 乙酸異戊脂、丙酮、 四氯化碳、 三氯乙烯等。 有機(jī)溶劑僅用于小批量小型的或極污穢的制品脫脂處理。表面活性劑是一些在很低的濃度下，能顯著降低液體表面張力的物質(zhì)。常用于脫脂的表面活性劑有肥皂、合成洗滌劑、十二烷基硫酸鈉、十

5、二烷基苯磺酸鈉等。堿性脫脂溶 液的配方非常多，傳統(tǒng)工藝采用磷酸鈉、氫氧化鈉和硅酸鈉，其中磷酸鈉和硅酸鈉有緩蝕、 潤(rùn)濕、穩(wěn)定作用，溶液加熱和攪拌有助于獲得最好的脫脂效果。油脂在酸的存在下也能進(jìn)行水解反應(yīng)生成甘油和相應(yīng)的高級(jí)脂肪酸。電解脫脂可用陽(yáng)極電流、陰極電流或交流電。 在堿性溶液中陰極電流脫脂，陽(yáng)極最好為鍍鎳鋼板。 其在鋁及鋁合金表面處理中不常用。孚L化脫脂所用的溶液為互不溶解的水與有機(jī)溶劑組成的兩相或多相溶液，并添加有降低表面張力及對(duì)各相均有親和力的去污劑。（二）堿蝕劑堿蝕劑是鋁制品在添加或不添加其他物質(zhì)的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行表面清洗的過(guò)程，通常也稱為堿腐蝕或堿洗。其作用是作為制品經(jīng)某些脫脂方

6、法脫脂后的補(bǔ)充處理，以便進(jìn)一步清理表面附著的油污贓物；清除制品表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷。從而使制品露出純凈的金屬基體，利于陽(yáng)極膜的生成并獲得較高質(zhì)量的膜層。此外，通過(guò)改變?nèi)芤旱慕M成、溫度、處理時(shí)間及其他操作條件，可得到平滑或緞面無(wú)光或光澤等不同狀態(tài)的蝕洗表面。蝕洗溶液的基本組成是氫氧化鈉，另外還添加調(diào)節(jié)劑（NaF、硝酸鈉），結(jié)垢抑制劑、（葡萄糖酸鹽、庚酸鹽、酒石酸鹽、阿拉伯膠、糊精等）、多價(jià)螯合劑（多磷酸鹽）、去污劑。堿洗溶液組成 往往依鋁制品的用途來(lái)確定幾種堿洗方法列于表-2。表-2堿蝕洗溶液組成及工藝溶液組成 用量%溫度/度 時(shí)間min備注NaOH 50-70 3-10 腐蝕量 10

7、-55g/m2，鋁離子含量 >30-80g/LNaOH葡萄糖酸鈉或檸檬酸鈉55± 1 8 -10 腐蝕量20卩m鋁含量5-25g/LNaO庚酸鈉潤(rùn)濕劑55-70 1-10通常清洗用NaOHNa多聚磷酸鈉潤(rùn)濕劑55-70 1-10表面無(wú)光浸蝕NaOH肖酸鈉庚酸鈉55-60 1-10表面平滑清洗NaOl磷酸鈉常溫適當(dāng)加入氟化鈉獲光澤白色表面（三）中和和水清洗鋁制品蝕洗后表面附著的灰色或黑色掛灰在冷的或熱的清水洗中都不溶解，但卻能溶于酸性溶液中，所以經(jīng)熱堿溶液蝕洗的制品都得進(jìn)行旨在除去掛灰和殘留堿液，以露出光亮基本金屬表面的酸浸清洗，這種過(guò)程稱為中和、光澤或出光處理。其工藝過(guò)程是制品

8、在 300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室溫下浸洗，浸洗時(shí)間隨金屬組成的不同而有 差異，一般浸洗時(shí)間3-5分鐘。含硅或錳的鋁合金制品上的掛灰，可用硝酸和氫氟酸體積比 為3:1的混合液，于室溫下處理5-15秒。中和處理還可以在含硝酸300-400g/L和氧化鉻5-15g/L的溶液或氧化鉻100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室溫下進(jìn)行。 各道 工序間的水清洗，目的在于徹底除去制品表面的殘留液和可溶于水的反應(yīng)產(chǎn)物，使下道工序槽液免遭污染，確保處理效率和質(zhì)量。清洗大多采用一次冷水清洗。但堿蝕后的制品普遍采用熱水緊接著是冷水的二重清洗。熱水的溫度為40-60

9、度。中和處理后的制品經(jīng)水清洗就可以進(jìn)行氧化處理，所以這道清洗應(yīng)特別認(rèn)真，以防止清潔的表面受污染。否則前幾道工序的有效處理可能會(huì)因最后的清洗不當(dāng)而前功盡棄。經(jīng)中和、水清洗后的制品應(yīng)與上進(jìn)行氧化處理。在空氣中停留的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，如停留30-40分鐘，制品就需要重新蝕洗和中和。、陽(yáng)極化處理鋁制品表面的自然氧化鋁既軟又薄， 耐蝕性差， 不能成為有效防護(hù)層更不適合著色。 人 工制氧化膜主要是應(yīng)用化學(xué)氧化和陽(yáng)極氧化。化學(xué)氧化就是鋁制品在弱堿性或弱酸性溶液 中，部分基體金屬發(fā)生反應(yīng)， 使其表面的自然氧化膜增厚或產(chǎn)生其他一些鈍化膜的處理過(guò)程， 常用的化學(xué)氧化膜有鉻酸膜和磷酸膜， 它們既薄吸附性又好， 可進(jìn)行著

10、色和封孔處理， 表 -3 介紹了鋁制品化學(xué)氧化工藝。 化學(xué)氧化膜與陽(yáng)極氧化膜相比， 膜薄得多， 抗蝕性和硬度比較 低，而且不易著色，著色后的耐光性差，所以金屬鋁著色與配色僅介紹陽(yáng)極化處理。表-3 鋁制品化學(xué)氧化工藝序號(hào) 溶液組成 用量 g/L 溫度/度 時(shí)間 min 應(yīng)用范圍、膜色 備注1 碳酸鈉鉻酸鈉氫氧化鈉45142 85-100 10-20 純鋁、Al Mg Al Mn合金、灰色 膜層較疏松2 磷酸鉻酐氟化鈉硼酸 551531 室溫 10-15 各種鋁合金、淺綠色 膜層較 1的好3重鉻酸鈉鉻酐氟化鈉室溫2-3各種鋁合金、深黃或棕色溶液pH=l層較1的好4 碳酸鈉鉻酸鈉 3215 90-1

11、00 3-5純鋁及含Mg Mr和Si的合金、也可用于含Cl量少的合金、灰色 可做油漆底層5 碳酸鈉鉻酸鈉硅酸鈉90-100 10-15 純鋁、Al Mn （淡透明銀色）、Al Mg-Si硬狀態(tài)、硬的Al Si和Al Mg合金，鮮明金屬色空隙少，不能很好的著色，不宜做油漆底層6 鉻酸鈉氫氧化胺 70-80 20-50 各種鋁合金、灰色有斑點(diǎn) 膜層似搪瓷7 碳酸鈉重鉻酸鉀 90-100 10-18 各種鋁合金、灰色 可在酸溶液中發(fā)白一）陽(yáng)極氧化處理的一般概念1、陽(yáng)極氧化膜生成的一般原理以鋁或鋁合金制品為陽(yáng)極置于電解質(zhì)溶液中， 利用電解作用， 使其表面形成氧化鋁薄膜 的過(guò)程， 稱為鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧

12、化處理。 其裝置中陰極為在電解溶液中化學(xué)穩(wěn)定性高的材 料，如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽(yáng)極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，在 陰極上，放出氫氣；在陽(yáng)極上，析出的氧不僅是分子態(tài)的氧，還包括原子氧（O）和離子氧，通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽(yáng)極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無(wú)水的氧化鋁膜， 生成的氧并不是全部與鋁作用，一部分以氣態(tài)的形式析出。2、陽(yáng)極氧化電解溶液的選擇陽(yáng)極氧化膜生長(zhǎng)的一個(gè)先決條件是， 電解液對(duì)氧化膜應(yīng)有溶解作用。 但這并非說(shuō)在所有 存在溶解作用的電解液中陽(yáng)極氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性質(zhì)相同。適用于陽(yáng)極氧化處理的酸性電解液見表 -4。表-4 氧化處理的酸性電解液酸

13、類電離常數(shù)形成電壓 基膜顏色硫酸2X 10-2第二次電離的 H+）12-20透明、無(wú)色鉻酸30-40不透明、帶白色磺基水楊酸 40-70 透明帶灰色 氨基磺酸 30-40 帶灰色丙二酸x 10-3（第一次）x10 -6 （第二次）80-110帶褐色丁二酸x 10-5（第一次）x10 -6 （第二次）120以上白色到黃色順式丁烯二酸x 10-5 （第次）x10 -7 （第二次）150-225-A- +K ,/y.灰黃色檸檬酸x 10-1（第一次）x10 -5 （第二次）x 10-6（第三次）120 以上 黃褐色酒石酸x 10-3（第一次）x10 -5 （第二次）120以上黃褐色苯二酸x 10-3

14、（第一次）x10 -6 （第二次）100以上阻擋層亞甲基丁二酸麻蝕，40干涉膜草酸帶黃色x 10-2 （第一次）x 10 -5 （第二次）40-60乙醇酸（羥基醋酸）x 10-4 麻蝕磷酸x 10-2 （第一次）x 10-8 （第二次）x 10-13第三次） 30-40 透明帶白色焦磷酸帶白色x 10-1 （第一次）x 10-2 （第二次）x 10 -7（第三次）x 10-4 （第四次）70-100磷鉬酸100 以上 阻擋層硼酸x 10-10 0-600 阻擋層蘋果酸（羥基丁二酸）4x 10-4 （第一次）9x 10 -6 （第二次）麻蝕，40 干涉膜3、陽(yáng)極氧化的種類陽(yáng)極氧化按電流形式分為：

15、 直流電陽(yáng)極氧化， 交流電陽(yáng)極氧化，脈沖電流陽(yáng)極氧化。按 電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機(jī)酸為主溶液的自然著色陽(yáng)極氧化。按 膜層性子分有：普通膜、硬質(zhì)膜（厚膜） 、瓷質(zhì)膜、光亮修飾層、半導(dǎo)體作用的阻擋層等陽(yáng) 極氧化。 鋁及鋁合金常用陽(yáng)極氧化方法和工藝條件見表-5 。其中以直流電硫酸陽(yáng)極氧化法的應(yīng)用最為普遍。表-5鋁及鋁合金常用陽(yáng)極氧化方法系列備注名稱電解液組成 電流密度 A/dm2 電壓 V 溫度 / 度 時(shí)間 min顏色膜厚卩m硫酸 Alumilite（美）硫酸，著色，耐蝕硫酸交流法硫酸，12%-15%硫酸硬質(zhì)膜硫酸，10%-20%草酸 英美法草酸，5%-10%17-28 1

16、3-25 20-4050-65 30 10-3010%-20% DC1-2 10-20 20-30 10-30透明 5-30 易透明 10-25作油漆底層23- 10 0 ±2 60 以上 灰色 34-150耐磨隔熱半透明15氧化鋁膜（日）品裝飾，耐蝕，耐磨草酸， 5%-10%AC1-2 80-120 20-29 20-60黃褐色 6-18 日用25-30半透明Eloxal Gxh （德）鋁耐磨草酸， 3%-5%DC1-2 40-6018-20 40-60黃色 10-20 用于純Eloxal Gxh （德）DC1-2 30-4535 20-30幾乎無(wú)色6-10 膜薄、軟，易著色Elo

17、xal Wx（德）AC2-3 40-60 25-35 40-60淡黃色10-20 適用于鋁線Eloxal WGx （德）AC2-3 30-60 20-30 15-30淡黃色 6-20 Al Mr合金DC1-2 40-60硬質(zhì)厚膜 草酸 AC1-20 80-200 3-5 60 以上 黃褐色 約20以上 較硫酸膜厚約在 600n下高耐磨DC1-20 40-604、陽(yáng)極氧化膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì)陽(yáng)極氧化膜由兩層組成，多孔的厚的外層是在具有介電性質(zhì)的致密的內(nèi)層上上成長(zhǎng)起來(lái) 的，后者稱為阻擋層（也稱活性層）。用電子顯微鏡觀察研究，膜層的縱橫面幾乎全都呈現(xiàn)與金屬表面垂直的管狀孔，它們貫穿膜外層直至氧化膜與金屬界面

18、的阻擋層。以各孔隙為主軸周圍是致密的氧化鋁構(gòu)成一個(gè)蜂窩六棱體，稱為晶胞，整個(gè)膜層是又無(wú)數(shù)個(gè)這樣的晶胞組成。阻擋層是又無(wú)水的氧化鋁所組成，薄而致密，具有高的硬度和阻止電流通過(guò)的作用。阻擋層厚約，為總膜后的%氧化膜多孔的外層主要是又非晶型的氧化鋁及小量的水合氧化鋁 所組成，此外還含有電解液的陽(yáng)離子。當(dāng)電解液為硫酸時(shí)， 膜層中硫酸鹽含量在正常情況下為13%-17%氧化膜的大部分優(yōu)良特性都是由多孔外層的厚度及孔隙率所覺決定的，它們都 與陽(yáng)極氧化條件密切相關(guān)。（二）直流電硫酸陽(yáng)極氧化1、氧化膜成長(zhǎng)機(jī)理在硫酸電解液中陽(yáng)極氧化，作為陽(yáng)極的鋁制品， 在陽(yáng)極化初始的短暫時(shí)間內(nèi)，其表面受到均勻氧化，生成極薄而有非

19、常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱點(diǎn)（如晶界，雜 質(zhì)密集點(diǎn)，晶格缺陷或結(jié)構(gòu)變形處）發(fā)生局部溶解，而出現(xiàn)大量孔隙，即原生氧化中心，使 基體金屬能與進(jìn)入孔隙的電解液接觸，電流也因此得以繼續(xù)傳導(dǎo)，新生成的氧離子則用來(lái)氧化新的金屬，并以孔底為中心而展開，最后匯合，在舊膜與金屬之間形成一層新膜，使得局部溶解的舊膜如同得到“修補(bǔ)”似的。隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)， 膜的不斷溶解或修補(bǔ)，氧化反應(yīng)得以向縱深發(fā)展，從而使制品表面生成又薄而致密的內(nèi)層和厚而多孔的外層所組成的氧化 膜。其內(nèi)層（阻擋層、介電層、活性層）厚度至氧化結(jié)束基本都不變，位置卻不斷向深處推 移；而外早一定的氧化時(shí)間內(nèi)隨時(shí)間而增厚。2、氧化膜厚度計(jì)

20、算陽(yáng)極氧化生成的氧化膜厚度從理論上可按法拉第第二定律推導(dǎo)的公式進(jìn)行計(jì)算。cr = Kit式中b為陽(yáng)極氧化膜厚度（1 m） , I為電流密度（A/dm2）, t為氧化時(shí)間（min）, K為系數(shù)（當(dāng)氧化鋁密度丫 =kg/立方米則K=）。上述公式計(jì)算的前提是以認(rèn)為通過(guò)的電量全用于氧化鋁析 出，同時(shí)也把氧化鋁及膜的密度視為純凈的氧化鋁密集的值。但實(shí)際情況并非完全如此，為了使K值更切合實(shí)際，應(yīng)將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度或孔隙度考慮在內(nèi)， 即：K = n / y式中n為電流效率（電極上實(shí)際析出的物質(zhì)量與又總電量換算出的析出物質(zhì)量之比）。K實(shí)值各國(guó)取值大小各異，美國(guó)有取、，日本有取、，中國(guó)、

21、俄羅斯取。3、影響氧化膜生長(zhǎng)和質(zhì)量的因素當(dāng)電解液的溫度從 20度上升到30度，膜的溶解速度約增加3倍。隨電流密度的增加，制 品被養(yǎng)護(hù)的金屬量、 表面生成的鋁氧化膜厚度都隨著增加。 硫酸濃度對(duì)氧化膜厚度的影響不大，為獲得中等厚度、多孔而易于著色和封閉、抗蝕性較高的膜層，濃度最好為15%-20%；溶液用去離子水要求氯離子 15mg/L、鐵離子1mg/L、硫酸根離子30mg/L，電阻率為5X 10 的5-6次方Q ?cm溶液中雜質(zhì)允許的最大含量鋁離子20g/L，銅離子2g/L，鐵離子5g/L ,氯離子 L 。隨著陽(yáng)極氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚電阻增加、導(dǎo)電能力下降， 膜

22、的生長(zhǎng)速度減慢， 有的合金即使延長(zhǎng)氧化時(shí)間， 膜的厚度也不會(huì)再增 加。不同的鋁合金的陽(yáng)極氧化膜有不同的色彩， 純鋁上的膜無(wú)色透明， 使金屬的光澤完全保 持下來(lái)；高純鋁添加少量的鎂， 膜色不會(huì)因氧化時(shí)間的延長(zhǎng)而改變，當(dāng)鎂的含量超過(guò)2%，膜變暗濁色； 鋁硅合金陽(yáng)極氧化時(shí)，硅不會(huì)被氧化或溶解， 部分進(jìn)入膜層使膜呈暗灰色。 含硅 量大時(shí)， 陽(yáng)極氧化前先用氫氟酸浸泡， 膜色會(huì)有所好轉(zhuǎn)， 一般含硅 5%以上的合金不適合做光 亮著色制品，含量達(dá) 13%就難于進(jìn)行陽(yáng)極化處理；含銅的合金，當(dāng)含量較少時(shí)，膜呈綠色， 隨銅含量的增加，膜薄， 色調(diào)深暗。 某些變形鋁合金的陽(yáng)極氧化處理見表 -6。鋁合金在硫酸 溶液中陽(yáng)

23、極氧化，由于氧化膜在表面上形成、 生長(zhǎng)和溶解，引起電阻的變化，使過(guò)程中的電 流、槽端電壓及電流密度都隨之發(fā)生變化。 實(shí)際操作中電壓升高不宜太快， 否則會(huì)使生成的 膜不均勻。表-6 某些鋁合金陽(yáng)極氧化處理效果中國(guó)合金牌號(hào) 主要成分含量 % 適用于保護(hù)性陽(yáng)極氧化 適用于陽(yáng)極氧化著色 適用于光 亮陽(yáng)極氧化LG5L3L5LF21LF2LF3LF5LF7LD31LY11LY12LD8LD2LD5LT1 、 1Si、 1Mg2Cu、 1Ni、 2Ni、 1 1 11 1 11 2 22 2 33 3 42 2 32 2 33 3 44 4 41 2 32 3 43 3 44 6 54 6 54 6 54

24、4 54 4 52 3 43 6 5注：1優(yōu)良；2良好；3尚好；4可以；5不適合；6只適合于暗的顏色。4、建筑鋁型材陽(yáng)極氧化工藝建筑鋁材是目前陽(yáng)極氧化處理的主要產(chǎn)品，其中75%-85%是用常規(guī)硫酸法處理。中國(guó)建筑型材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氧化膜的厚度大于10卩m建筑鋁材陽(yáng)極氧化工藝的最佳工藝參數(shù)為電解液 硫酸15%h2%鋁離子含量小于 5g/L，溶液溫度21 ± 10C,電流密度（土）A/dm2,時(shí)間（對(duì)LD31合金）30min，則10卩m 60分鐘，則可達(dá)18卩m （電壓18V），溶液用純水配制。（三）其他陽(yáng)極氧化1、草酸陽(yáng)極氧化對(duì)硫酸陽(yáng)極氧化影響的大部分因素也適用于草酸陽(yáng)極氧化，草酸陽(yáng)極氧化可

25、采用直流電、交流電或者交直流電迭加。 用交流電氧化比直流電在相同條件下獲得膜層軟、彈性較??；用直流電氧化易出現(xiàn)孔蝕，采用交流電氧化則可防止，隨著交流成分的增加，膜的抗蝕性提高，但顏色加深，著色性比硫酸膜差。電解液中游離草酸濃度為3%-10% 一般為3%-5%在氧化過(guò)程中每A?h約消耗，同時(shí)每A?h有的鋁溶于電解液生成草酸鋁，需要消耗5倍于鋁量的草酸。溶液中的鋁離子濃度控制在 20g/L以下，當(dāng)含30g/L鋁時(shí)，溶液則失效。草酸電解液對(duì) 氯化物十分敏感，陽(yáng)極氧化純鋁或鋁合金時(shí)，氯化物的含量分別不應(yīng)超過(guò)，溶液最好用純水配制。電解液溫度升高，膜層減薄。為得到厚的膜，則應(yīng)提高溶液的pH直。直流電陽(yáng)極氧

26、化用鉛、石墨或不銹鋼做陰極，其與陽(yáng)極的面積比為（1: 2） - （1 : 1）之間。草酸是弱酸，溶解能力低，鋁氧化時(shí)，必須冷卻制品及電解液。 草酸膜層的厚度及顏色依合金成分而不同， 純鋁的膜厚呈淡黃或銀白色，合金則膜薄色深如黃色、黃銅色。氧化后膜層經(jīng)清洗，若不染 色可用X 10的4次方Pa壓力的蒸汽封孔30-60分鐘。2、鉻酸陽(yáng)極氧化鉻酸陽(yáng)極氧化工藝見表-4。氧化過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行濃度分析，適時(shí)添加鉻酐。電解的陰極材料可用鉛、鐵、不銹鋼，最好的陽(yáng)陰面積比為（5: 1） - （10: 1 ）。當(dāng)溶液中三價(jià)鉻離子多時(shí)，可用電解的方法使其氧化成六價(jià)鉻離子。溶液中的硫酸鹽含量超過(guò)%陽(yáng)極氧化效果不好，硫酸

27、根離子多時(shí)可加入氫氧化鋇或者碳酸鋇使其生成硫酸鋇沉淀。溶液中氯化物含量不應(yīng)超過(guò)L。溶液中鉻含量超過(guò)70g/L時(shí)就應(yīng)稀釋或更換溶液。鉻酸陽(yáng)極氧化有電壓周期變化的陽(yáng)極氧化方法或恒電壓陽(yáng)極氧化法（快速鉻酸法）兩種。3、硬質(zhì)（厚膜）陽(yáng)極氧化硬質(zhì)陽(yáng)極氧化是鋁及鋁合金表面生成厚而堅(jiān)硬氧化膜的一種工藝方法。硬質(zhì)膜的最大厚度可達(dá)250卩m ,純鋁上形成的膜層微硬度為 MPa合金的一般為4000-6000MPa ,與硬鉻鍍層 的相差無(wú)幾，它們?cè)诘头蠒r(shí)耐磨性極佳，硬質(zhì)膜的孔隙率約為20%左右，比常規(guī)硫酸膜低。 某些硬質(zhì)陽(yáng)極氧化工藝見表 -7。表-7硬質(zhì)陽(yáng)極氧化工藝編號(hào) 電解液 溫度/度 電流密度/ （A/dm2

28、）始末電壓/V 時(shí)間/min 膜厚/卩m始電壓 末電壓1 15% 硫酸 +14-+26 120 90 502 15% 硼酸，4%Na2HC6H5O7 +60-+70100 300 240 2003 10% 硫酸 +10 250W/dm2 15-25 80 60 10-1304 15% 硫酸-1-+25-30 40-60 60-240 28-1505 10% 硫酸 +8-+10 25 60 60 25-606 10%-15% 硫酸 0-+4 5 交流 10-12 60-70中插直流20-24 120-1407 6%-8%二水合草酸條件視合金而改變8 6%-7% 硫酸 +3%-6%t 機(jī)添加劑 +

29、18+1810 150 40 659 10%-20% 硫酸-6-+10 30 280 160 115-15010 10%-15% 硫酸 +8 4 20-25 60 60 55-8011 % 甲酸，8%二水合草酸 +15-+25 3-6 45 90100-2504、瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化鋁及鋁合金在草酸、檸檬酸和硼酸的鈦鹽、鋯鹽或釷鹽溶液中陽(yáng)極氧化， 溶液中鹽類金屬的氫氧化物進(jìn)入氧化膜孔隙中，從而使制品表面顯示出與不透明而致密的搪瓷或具有特殊光澤的類似塑料外觀的處理過(guò)程。瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化處理工藝流程與常規(guī)硫酸陽(yáng)極氧化基本一致，不同的是瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化是在高的直流電壓(115-125V)和較高的溶液溫度

30、(50-60度)、電解液經(jīng)常攪拌、經(jīng)常調(diào)節(jié)pH直使之處于范圍內(nèi)的條件進(jìn)行。三、染色處理化學(xué)著色法工藝簡(jiǎn)單、控制容易、效率高、成本低、設(shè)備投資少、著色色域?qū)?、色澤鮮 艷。但大面積制品容易出現(xiàn)顏色不均勻，著色后清洗、封孔不當(dāng)或受到機(jī)械損傷時(shí)易脫色， 著色膜的耐光性相對(duì)較差，故往往僅用于室內(nèi)裝飾、日常用小型鋁制品的著色處理。鋁陽(yáng)極氧化膜的化學(xué)著色是基于多孔膜層有如紡織纖維一樣的吸附染料能力而得以進(jìn)行的。一般陽(yáng)極氧化膜的孔隙直徑為，而染料在水中分離成單分子，直徑為，著色時(shí)染料被吸附在孔隙表面上并向孔內(nèi)擴(kuò)散、 堆積，而且與氧化鋁進(jìn)行離子鍵、氫鍵結(jié)合而使膜層著色，經(jīng)封孔處理，染料被固定在孔隙內(nèi)。(一)有機(jī)

31、染料染色1、染料的選擇有機(jī)染料品種繁多，依據(jù)不同用途和產(chǎn)品檔次選用染料。如可溶性還原染料價(jià)格昂貴， 色牢度極佳，故多用于高檔鋁制品金筆、打火機(jī)、助聽器的染色；醇溶性染料用于鋁箔染色；油溶性染料用于鋁箔的印花，使用前溶于硝化纖維素系、乙烯樹脂系或聚酰胺樹脂系等亮漆 中，或者溶于烤漆中的三聚氰胺樹脂與環(huán)氧樹脂中，印制后在清洗干凈的鋁箔表面形成帶有染料的樹脂膜。用于鋁制品染色的染料類別有酸性染料、酸性絡(luò)合染料、酸性媒介染料、直接染料、弱酸性染料、分散染料、可溶性還原染料、活性染料、堿性染料、醇溶染料、油溶 染料等。2、有機(jī)染料著色工藝及控制(1) 單色染色：將經(jīng)陽(yáng)極氧化、用清水洗凈的鋁制品，浸入規(guī)定

32、溫度染液中浸泡，染色的時(shí)間依顏色深淺而定、染浴量可控制在與制品體積之比10: 1。(2) 多色染色：若在鋁件上染兩種和多種不同的顏色，如山水、花鳥、任務(wù)、文字等，多 采用印花工藝來(lái)完成，印版可采用型版(鋅版、紙版)和絲網(wǎng)版，可用直接印花法、涂料防 染法、 泡沫塑料撲染法等。 一般做法是將第一種顏色染色后， 對(duì)需留下顏色的部位用花版印 上保護(hù)漆膜，剩余的顏色脫去， 第二、三及更多的顏色依此類推即可。 各種有機(jī)染料的染色 濃度及工藝條件見表 -9 。顏色 染料名稱濃度g/L 溫度0C pH值 時(shí)間minAludye 黑色 黑 HBK 8-10 50-60 15-30黑 MBK 8-10 50-55

33、 5-10黑 MRL 10-12 50-60 5-30黑 BBK 10-12 50-60 15-30黑 DG 10 55-60 10-30黑 WAL 10-12 50-55 15-30黑 MLW 8-12 50-60 5-30Aludye 紅色 大紅 A 2-5 50-60 5-10大紅 D4BS <25 55-60 5-10艷紅 MB 50-55 5-15紅 B 2-5 55-60 5-15大紅 D4B 2 55-60 5-10紅 SBR <3 50-55 5-10紅 FRB 50-55 5-10艷紅 3B 1-2 50-55 5-15紅 MBES 1-2 55-60 5-10大

34、紅 MBES 1-2 55-60 5-10紅 RBL 2 55-60 5-15紅 PBL 2 55-60 5-10紅 CFB 50-55 5-15紅 FPR 高濃 50-55 5-15大紅 FAR 高濃 50-55 5-10桃紅 BN 50-55 5-15Aludye 紫色 紫 VB <2 50-55 5-10紫 MFBL <5 50-55 5-10紫 RVB <5 50-55 5-15紫 MBB <5 50-55 5-15酒紅 BL 50-55 5-15Aludye 棕色 棕 BRL <2 50-60 5-15棕 CFA 55-60 5-15棕 THM 55-6

35、0 5-10棕 BM 55-60 5-15棕 GL 55-60 5-15棕 KBL 1-5 55-60 5-15紅棕 AG 50-55 5-10黃棕 ASG 56-60 5-10Aludye 綠色 綠 BGLN <2 50-55 5-15綠 RGS 1-9 55-60 5-15綠 5GM <2 50-55 5-15綠 M6B <2 50-60 5-15綠 ABGL <2 50-55 5-10綠 DB 55-60 5-10綠 A3GM 2-5 55-60 5-15Aludye 黃色 黃 FD 50-55 5-10黃 FLY50-605-10黃 DRL55-605-10黃

36、GR50-555-10黃 DGL50-555-10黃 3RF55-605-10黃 YBL50-555-15金黃 MBES 55-60 5-10黃 2GL1-2 50-55 5-15黃 GLL<2 50-55 5-10嫩黃 ALNW 1-250-55 5-10Aludye 橙色 金 D2GL 55-60 5-15橙 GR 50-55 5-10金 G 2 27-60 1-10橙 SRL 2-5 50-55 1-10橙 MBES <2 50-55 5-10橙 GNS 50-55 5-10Aludye 藍(lán)色 湖藍(lán) AB 1-2 50-55 5-15藍(lán) 2LW 55 5-15藍(lán) GBL 1-

37、2 50-55 5-15藍(lán) 2AL 1-2 50-55 5-15海軍藍(lán) NBL 1-2 55 5-15翠藍(lán) GB 55-60 5-15Aludye 灰色 灰 MBL 55-60 5-10灰 BRL50-555-10灰 2BL55-605-10灰 ABL55-605-20灰 GBL55-605-10灰 VA50-555-10灰 G2RC 1-10 55-60 5-15灰 GR 1-10 50-55 5-15灰 GL 2-5 55-60 5-10Aludye 青銅色 青銅 2LW 2-5 55-60 5-10 3、著色技術(shù)措施（1）用于染色的染料純度越高越好，凡摻有大量填充劑（如元明粉、糊精）的染

38、料染鋁效 果差。批量染色要注意頭續(xù)缸染液濃度變化，正確補(bǔ)充以確保顏色深淺一致。（2）采用印花工藝進(jìn)行多色染色應(yīng)先淺后深，有黃、紅、藍(lán)、棕、黑。染印第二色時(shí)，噴 漆應(yīng)該干燥，使涂料緊貼鋁面，否則染料會(huì)浸入，出現(xiàn)毛邊界限不明等。（3）為保證著色均勻、色澤一致，鋁件陽(yáng)極氧化處理?xiàng)l件必須一致，染色條件也應(yīng)一致。（4）染色液同純水配制，如用硬水則應(yīng)加六偏磷酸鹽（濃度小于5%），以免沉淀生成。染料應(yīng)完全溶解，否則著色不均，易出現(xiàn)深色斑點(diǎn)。（5）著色槽應(yīng)用非活性材料如搪瓷、陶瓷、不銹鋼、玻璃等制成，以免引起化學(xué)反應(yīng)造成 染液變質(zhì)。（6）嚴(yán)禁油污進(jìn)入染液中，否則著色表面容易出現(xiàn)條紋或污斑缺陷。（7）可用混合染

39、料著色，但須注意膜層在染液中可能發(fā)生的選擇性吸附，使顏色不調(diào)和或 改變色澤， 這樣處理的膜層顏色不如用單一染料的耐曬。 拼色染應(yīng)將兩種染料分別溶解再置 于染浴。凡酸性染料必須用醋酸調(diào)節(jié) pH直，醋酸加入量依染料濃度而定，染液pH直在加入98%醋酸約 L。（8） 醇溶性染料用乙醇做溶劑溶解。可溶性還原染料染色后，必須在含有亞硝酸鈉10g/L ，cm3硫酸25ml/L，溫度為5060度顯色液中顯色1分鐘。分散染料在水溶液中染色染液須不停 地?cái)噭?dòng)，分散染料中分散橙 GR分散藍(lán)FFR可獲得很滿意的染色效果。其他分散染色前的陽(yáng) 極氧化鋁須用馬來(lái)酸、乳酸、酒石酸、5- 磺酸基水楊酸等處理再染色。（9） 金

40、屬鋁中含有雜質(zhì)影響染色，含硅超過(guò)25%底膜顯灰色，只宜染深色；含鎂超過(guò) 1%染色 帶暗灰；含錳色淡而且不鮮艷；含銅色純，含鐵、鎳、鉻太多色彩沉悶。（10）某些染液中有硫酸存在， 會(huì)使膜層著色不上。即使硫酸對(duì)染料無(wú)影響，也會(huì)使染料的pH直下降，導(dǎo)致色調(diào)的變化。因此，著色前制品的清洗尤為重要。當(dāng)用堿性染料著色時(shí)，氧 化膜必須用 2%-3%的單寧酸溶液處理，否則著色不上。待著色的氧化膜層不應(yīng)有指印及易于 生成污點(diǎn)的水滴，否則將使這些部位的吸附能力降低。（11 ）為提高氧化膜層的吸附能力，特別是要著深色的制品，著色前可在80度的 5ml/L 硫酸溶液中浸泡 1分鐘，或在 40 度下浸泡 15分鐘。（1

41、2 ）著色不理想的制品可在 50%硝酸或 5ml/L 硫酸溶液中褪色。 某些難于脫除的染料所著色 的制品則可在更濃的硫酸或 1%的次氯酸鈉溶液中漂白，洗滌后重新著色。（13 ）著色后必須經(jīng)封孔處理，這對(duì)含銅的合金制品尤為重要。若在%醋酸鎳溶液中封孔，制品表面出現(xiàn)的黑斑可通過(guò)添加硼酸或醋酸使封孔液中的 pHf直降至，而得到消除或減少到最低限度。（14）為提高制品表面的光亮度，陽(yáng)極化前可進(jìn)行拋光處理， 封孔后還可用細(xì)絨布等進(jìn)行拋光或是浸涂熔融的石蠟或是噴涂清漆。（二）無(wú)機(jī)染料染色到目前為止，耐氣候性的有機(jī)染料并不多，膜層顏色在100度以上高溫就會(huì)發(fā)生改變。而無(wú)機(jī)染料當(dāng)溫度超過(guò)金屬的熔點(diǎn)時(shí)， 其顏色

42、不會(huì)發(fā)生變化。 無(wú)機(jī)染料著色有一液法和二液 法。前者指陽(yáng)極氧化膜浸入一種溶液中，這種金屬鹽在膜孔內(nèi)水化生成色淀而使膜層顯色。 后者即經(jīng)陽(yáng)極氧化的制品先在一種鹽溶液中浸漬， 清洗夠再浸入另一種鹽溶液中， 兩次浸漬 吸附的鹽發(fā)生反應(yīng)生成一種不可溶的沉淀色料， 從而使制品表面顯色。 部分無(wú)機(jī)染料著色工 藝及配方見表 -10 。表 -10 部分無(wú)機(jī)染料著色工藝及配方顏色 呈色化合物 無(wú)機(jī)鹽名稱 用量 g/L 溫度 / 度 時(shí)間 /min 備注紅褐 亞鐵氰化銅硫酸銅亞鐵氰化鉀 80-9080-90 10-2010-20 2CuSo4+Fe（ CN）6K4tFe （ CN 6 Cu2+2K2 So4褐色

43、鐵氰化銅 硫酸銅鐵氰化銅 80-9080-90 10-2010-20 3CuSo4+2Fe（ CN）6K3tFe（ CN）6 2Cu3+3K2 So4一乙醇胺氯化鎳 2732 60-70 10重鉻酸銀 硝酸銀重鉻酸鉀 50-10010- 50 7575 510 2 AgNO3+ K2Cr2O7tAg2Cr2O7+2 KNO3深褐色 醋酸鈷乙二胺 3020 80-90 3硫酸鎳乙二胺 3020 80-90 5硫化鉛 醋酸鉛硫化銨 9075 510 PbAc2+（ NH4）2StPbS+2 NH4Ac氫氧化鈷 硝酸鈷雙氧水氨水 2Co（ NO3）2+ H2O2+4NH4OtHCo（ OH）3+4

44、NH4NO3黃色 重鉻酸鉛 醋酸鉛重鉻酸鉀 9090 510 PbAc2+ K2Cr2O7 tPb Cr2O7+2 KAc鉻酸鉛 醋酸鉛鉻酸鉀 9075 510 PbAc2+ K2CrO4 tPb CrO4+2 KAc硫化鎘 醋酸鎘硫化銨 50-10050-100 7575 510 Cd Ac2+（NH4）2StCd S+2 NH4Ac白色 硫酸鉛 醋酸鉛硫酸鈉 10-5010-50 5060 1530 PbAc2+Na2SO4tPb SO4+2NaAc硫酸鋇 硝酸鋇硫酸鈉 10-5010-50 6060 1530 Ba（ NO3）2+ Na2SOt4 Ba SO4+2Na NO3黑色 硫化鈷

45、 醋酸鈷硫化鈉 50-10050-10090-10090-10010-1520-30 CoAc2+Na2StCoS+2 NaAc氧化鈷二氧化錳 醋酸鈷高錳酸鉀 50-10015-25 90-10090-100 10-1520-30CoAc2+2KMnO42 KAc+ CoO+Mn2 03+202藍(lán)色 普魯士藍(lán) 亞鐵氰化鉀硫酸鐵 90-10090-100 5-1010-20 Fe2（SO4）3+3Fe（CN）6K4t Fe （ CN 63 Fe4+6K2SO4普魯士藍(lán) 亞鐵氰化鉀氯化鐵 90-10090-100 5-1010-20 4 FeCl3+3Fe（CN）6K4tFe（ CN）63 Fe4

46、+12KCl金黃 三氧化二錳 硫代硫酸鈉高錳酸鉀 10-5010-50 90-10090-100 5-105-10橙黃 鉻酸銀 鉻酸鉀硝酸銀 5-1050- 100 7575 105 K2CrO4+2AgNO3 t2KNO3+Ag2CrO4醋酸銅 1、3-二氨基丙烷 3015 70-80 5醋酸銅乙二胺 3015 70-80 5金黃鉻酸鋅氟化鋅硝酸60 10草酸鐵銨 15-25 適量40 1-5 pH直黃茶色硫酸亞鐵乙二胺3015 80-90 5青銅色醋酸鈷高錳酸鉀2022 30 5-20 pH金色（淺）金色（深）草酸高鐵銨三水合草酸高鐵胺其他顏色的著色工藝有：先浸入銅鹽溶液后浸漬硫化物溶液，

47、值6-7 ，著色前浸小蘇打液 10g/L 。1025 5050 22 或是從硫酸銅和亞砷酸鈉 古銅色可在含 生成的氫 重鉻酸鈉之間的反應(yīng)都可以得到綠色膜層： 橙色膜則從酒石酸銻鉀和硫化氫反應(yīng)獲得；有氯化鐵的草酸溶液或硫酸亞鐵、 亞鐵氰化鉀和高錳酸鉀的混合溶液中浸漬獲得，氧化鐵色淀，用沒食子酸或焦性沒食子酸調(diào)和，可使之變?yōu)樯钌?。用三氧化鉻份、pHf直，于50度將經(jīng) 6份黃金溶于王水，用適量 2小時(shí)后，將金溶液加入石灰溶液中， 靜止5-6 1000ml的水，再加入硫代硫酸鈉，加熱 10 10-30g/L 于50度浸染鋁制品 2 可得古銅色。交流電解的能與重金屬化合而使膜層著色， 見表-11 。 這

48、樣可使生成的硫化物溶解減少， 膜份、氟化鈉份、表面活性劑（C9烷基酚聚氧乙烯醚）份配成的水溶液, 過(guò)硬脂酸處理的鋁粉（50卩m浸入，可浸染得淺黃色的鋁粉。將 蒸餾水沖淡，另將石灰 30份溶于 160份蒸餾水， 小時(shí)，倒去上層水，得金氯酸鈣沉淀；然后加入 分鐘，不可沸騰，過(guò)濾后將鋁浸入即可染成金黃色。將醋酸鈷 分鐘后清洗，再浸入含高錳酸鉀 5-30g/L 溶液，在30度處理 2分鐘， 硫酸膜含有相當(dāng)數(shù)量的游離硫在某些稀鹽溶液中， 著色之前膜層用氨溶液清洗以除去孔隙中殘存的硫酸， 層的色調(diào)因此加強(qiáng)。表-11 交流電解硫酸膜在稀鹽溶液中著色鹽溶液顏色鹽溶液 顏色鹽溶液 顏色1%硝酸銀橄欖棕2% 硫酸銅綠 1% 檸檬酸鉍銨棕%醋酸鉛深棕紅1% 酒石酸銻鉀 橙 1% 硫酸亞錫棕黃1%醋