鋁表面陽極氧化處理方法

1、鋁表面陽極氧化處理方法一、表面預處理無論采用何種方法加工的鋁材及制品，表面上都會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、瀝青標志、人工搬運手印（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，用化學和物理的方法對制品表面進行必要的清洗，使其裸露純凈的金屬基體，以利氧化著色順利進行，從而獲得與基體結合牢固、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溶劑脫脂、表面活性劑脫脂、堿性溶液脫脂、酸性溶液脫脂、電解脫脂、乳化脫脂。幾種脫脂方

2、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 時間min 后處理 備注有機溶劑汽油、四氯化碳、三氯乙烯等適量常溫或蒸汽適當 無浸蝕表面活性劑肥皂、合成洗滌劑適量常溫-80適當.水清洗無浸蝕堿性溶液 NaOH 50-20040-800.5-3 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 NaOH硅酸鈉 40-608-1225-3060-703-5 水清洗 NaOH可用40-50g/L碳酸鈉代替，總堿度按 NaOH計算為1.6%-2.

3、5%多聚磷酸鈉碳酸鈉磷酸鈉一水硼酸鈉葡萄糖酸液體潤濕劑15.64.84.84.80.3ml0.1ml6012-15水清洗 使用前攪拌4個小時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適當水清洗磷酸鈉碳酸鈉NaOH 2010645-653-5 水清洗強堿阻化除油劑40-60 70 5水清洗除油不凈可延長處理時間酸性溶液硫酸50-30060-801-3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 50-605-6水清洗磷酸（85%） 丁醇異丙醇水100%40%30%20% 常溫 5-

4、10 水清洗溶液組成以體積記電解溶液陽極氧化用電解質(zhì)常溫 適當交流電或陰極電流電解NaOH 100-200 常溫 0.5-3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8.0%0.25%0.5%2.25%89% 常溫適當 水清洗溶液組成以體積記有機溶劑是利用油脂易溶于有機溶劑的特點進行脫脂，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、十二烷基苯磺酸鈉等。堿性脫

5、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行水解反應生成甘油和相應的高級脂肪酸。電解脫脂可用陽極電流、陰極電流或交流電。 在堿性溶液中陰極電流脫脂，陽極最好為鍍鎳鋼板。 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溶劑組成的兩相或多相溶液，并添加有降低表面張力及對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行表面清洗的過程，通常也稱為堿腐蝕或堿洗。其作用是作為制品經(jīng)某些脫脂方法脫脂后的補充處理，以便

6、進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，利于陽極膜的生成并獲得較高質(zhì)量的膜層。此外，通過改變?nèi)芤旱慕M成、溫度、處理時間及其他操作條件，可得到平滑或緞面無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 時間min 備注NaOH 3.5-950-703-10 腐蝕量 10-55g/m

7、2，鋁離子含量 30-80g/LNaOH 葡萄糖酸鈉或檸檬酸鈉4.5-5.50.15 55 8-10 腐蝕量20 ym,鋁含量5-25g/LNaOH庚酸鈉潤濕劑 50.10.255-701-10 通常清洗用NaOHNaF多聚磷酸鈉潤濕劑1020.20.2 55-70 1-10 表面無光浸蝕NaOH硝酸鈉庚酸鈉540.1 55-60 1-10 表面平滑清洗NaOH磷酸鈉 3-7.55-10 常溫 適當 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行旨在除去掛灰和殘留堿液，以露出光亮

8、基本金屬表面的酸浸清洗，這種過程稱為中和、光澤或出光處理。其工藝過程是制品在 300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室溫下浸洗，浸洗時間隨金屬組成的不同而有差異，一般浸洗時間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

9、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度。中和處理后的制品經(jīng)水清洗就可以進行氧化處理，所以這道清洗應特別認真，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因最后的清洗不當而前功盡棄。經(jīng)中和、水清洗后的制品應與上進行氧化處理。在空氣中停留的時間不宜過長，如停留30-40分鐘，制品就需要重新蝕洗和中和。二、陽極化處理鋁制品表面的自然氧化鋁既軟又薄，耐蝕性差，不能成為有效防護層更不適合著色。人工制氧化膜主要是應用化學氧化和陽極氧化?；瘜W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，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程， 常

10、用的化學氧化膜有鉻酸膜和磷酸膜，它們既薄吸附性又好，可進行著色和封孔處理，表-3介紹了鋁制品化學氧化工藝?；瘜W氧化膜與陽極氧化膜相比，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極化處理。表-3鋁制品化學氧化工藝序號 溶液組成用量g/L 溫度/度 時間min 應用范圍、膜色備注1 碳酸鈉鉻酸鈉氫氧化鈉45142 85-100 10-20 純鋁、AI Mg、AI 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3.5-43-3.50.8 室溫 2-3 各種鋁合金、深黃或棕

11、色溶液pH=1.5膜層較1的好4 碳酸鈉鉻酸鈉3215 90-100 3-5 純鋁及含Mg、Mn和Si的合金、也可用于含 Cu量少的合金、灰色可做油漆底層5 碳酸鈉鉻酸鈉硅酸鈉47140.06-190-100 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0.129.6 70-80 20-50各種鋁合金、灰色有斑點膜層似搪瓷7 碳酸鈉重鉻酸鉀20.45 90-100 10-18 各種鋁合金、灰色可在酸溶液中發(fā)白一）陽極氧化處理的一般概念1、陽極氧化膜生成的一般原理以鋁或鋁合金

12、制品為陽極置于電解質(zhì)溶液中，利用電解作用，使其表面形成氧化鋁薄膜的過程，稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。其裝置中陰極為在電解溶液中化學穩(wěn)定性高的材料，如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。當電流通過時，在 陰極上，放出氫氣；在陽極上，析出的氧不僅是分子態(tài)的氧，還包括原子氧（O）和離子氧，通常在反應中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，形成無水的氧化鋁膜， 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、陽極氧化電解溶液的選擇陽極氧化膜生長的一個先決條件是，電解液對氧化膜應有溶解作用。 但這并非說在所有存在溶解作用的電解液中陽極氧化都能生成氧化膜或生成的氧

13、化膜性質(zhì)相同。適用于陽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類電離常數(shù)形成電壓基膜顏色硫酸 2 X10-2 （第二次電離的H+ ）12-20 透明、無色鉻酸 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 帶灰色磷酸 1.1 10-2 （第一次）7.5 10-8（第二次）4.8 10-13 （第三次） 30-40 透明帶白色焦磷酸 1.4 0-1（第一次）1.1 0-2（第二次）2.9 0-7（第三次）3.6 0-4（第四次）70-100帶白色磷鉬酸 100以上 阻擋層硼酸 6.4 0-100-600 阻擋層草酸 6.5 0-2 （第一次）

14、6.1 0-5 （第二次）40-60 帶黃色丙二酸 1.61 0-3 （第一次）2.1 0-6 （第二次）80-110 帶褐色丁二酸 6.6 0-5 （第一次）2.8 0-6 （第二次）120以上白色到黃色順式丁烯二酸 1.5 0-5 （第一次）2.6 0-7 （第二次）150-225 灰黃色檸檬酸8.40-1 （第一次）1.8 0-5 （第二次）4.0 0-6 （第三次）120以上黃褐色酒石酸1.10-3 （第一次）6.9 0-5 （第二次） 120以上 黃褐色苯二酸 1.26 0-3 （第一次）3.1 0-6 （第二次）100以上 阻擋層亞甲基丁二酸麻蝕，40干涉膜乙醇酸（羥基醋酸） 1.

15、54 0-4 麻蝕蘋果酸（羥基丁二酸）4X10-4 （第一次）9X10-6 （第二次）麻蝕，40干涉膜3、陽極氧化的種類陽極氧化按電流形式分為：直流電陽極氧化， 交流電陽極氧化，脈沖電流陽極氧化。按電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為主溶液的自然著色陽極氧化。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、半導體作用的阻擋層等陽極氧化。鋁及鋁合金常用陽極氧化方法和工藝條件見表-5。其中以直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍。表-5鋁及鋁合金常用陽極氧化方法系列 名稱 電解液組成電流密度A/dm2 電壓V 溫度/度 時間min 顏色 膜厚卩m備注硫酸 Alumilit

16、e （美）硫酸，10%-20%著色，耐蝕硫酸交流法硫酸，12%-15%AC3-4.5層硫酸硬質(zhì)膜硫酸,10%-20%DC2-4.5執(zhí)八、草酸英美法草酸，5%-10%DC1-1.5DC1-210-2020-3010-30透明5-30 易17-2813-2520-40透明10-25作油漆底23-100翌60以上灰色34-150耐磨隔50-653010-30 半透明 15氧化鋁膜（日）草酸，5%-10% AC1-2 80-120 20-29 20-60 黃褐色 6-18 日用品裝飾，耐蝕，耐磨DCO.5-125-30半透明Eloxal Gxh （德）鋁耐磨草酸，3%-5%DC1-240-6018-2

17、040-60 黃色 10-20 用于純Eloxal Gxh （德）Eloxal Wx （德）Eloxal WGx （德）DC1-230-453520-30 幾乎無色6-10膜溥、軟，易著色AC2-340-6025-3540-60 淡黃色10-20適用于鋁線AC2-330-6020-3015-30 淡黃色6-20Al Mn合金DC1-240-60硬質(zhì)厚膜 草酸 AC1-2080-200 3-5 60以上黃褐色約20以上較硫酸膜厚約在 600 am下高耐磨DC1-2040-604、陽極氧化膜結構、性質(zhì)陽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)層上上成長起來 的，后者稱為阻擋層（

18、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的阻擋層。以各孔隙為主軸周圍是致密的氧化鋁構成一個蜂窩六棱體，稱為晶胞，整個膜層是又無數(shù)個這樣的晶胞組成。阻擋層是又無水的氧化鋁所組成，薄而致密，具有高的硬度和阻止電流通過的作用。阻擋層厚約0.03-0.05叩，為總膜后的0.5%-2.0%。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離子。當電解液為硫酸時，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，它們都與陽極氧化條件

19、密切相關。（二）直流電硫酸陽極氧化1、氧化膜成長機理在硫酸電解液中陽極氧化，作為陽極的鋁制品， 在陽極化初始的短暫時間內(nèi)，其表面受到均勻氧化，生成極薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱點（如晶界，雜 質(zhì)密集點，晶格缺陷或結構變形處）發(fā)生局部溶解，而出現(xiàn)大量孔隙，即原生氧化中心，使 基體金屬能與進入孔隙的電解液接觸，電流也因此得以繼續(xù)傳導， 新生成的氧離子則用來氧化新的金屬，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”似的。隨著氧化時間的延長， 膜的不斷溶解或修補，氧化反應 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

20、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間內(nèi)隨時間而增厚。2、氧化膜厚度計算陽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的公式進行計算。er = Kit式中0為陽極氧化膜厚度 （am）, I為電流密度（A/dm2 ）, t為氧化時間（min）, K為系數(shù)（當 氧化鋁密度丫 =kg立方米則K=0.309 ）。上述公式計算的前提是以認為通過的電量全用于氧化 鋁析出，同時也把氧化鋁及膜的密度視為純凈的氧化鋁密集的值。但實際情況并非完全如此，為了使K值更切合實際，應將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度

21、或孔隙度考慮在 內(nèi)，即：K = 1.57 n / Y式中n為電流效率（電極上實際析出的物質(zhì)量與又總電量換算出的析出物質(zhì)量之比）。K實值各國取值大小各異，美國有取 0.328、0.285-0.355，日本有取0.352、0.364、0.25，中國、俄 羅斯取0.25。3、影響氧化膜生長和質(zhì)量的因素當電解液的溫度從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

22、、硫酸根離子30mg/L，電阻率為5X10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0.1g/L。隨著陽極氧化時間的延長，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚 電阻增加、導電能力下降，膜的生長速度減慢，有的合金即使延長氧化時間，膜的厚度也不 會再增加。不同的鋁合金的陽極氧化膜有不同的色彩，純鋁上的膜無色透明，使金屬的光澤完全保持下來；高純鋁添加少量的鎂，膜色不會因氧化時間的延長而改變，當鎂的含量超過2%，膜變暗濁色；鋁硅合金陽極氧化時，硅不會被氧化或溶解，部分進入膜層使膜呈暗灰 色。含硅量大時，陽極氧化前先用氫氟酸浸泡，膜色會有

23、所好轉，一般含硅5%以上的合金不適合做光亮著色制品，含量達13%就難于進行陽極化處理；含銅的合金，當含量較少時，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極氧化處理見表-6。鋁合金在硫酸溶液中陽極氧化，由于氧化膜在表面上形成、生長和溶解，引起電阻的變化，使過程中的電流、槽端電壓及電流密度都隨之發(fā)生變化。實際操作中電壓升高不宜太快，否則會使生成的膜不均勻。表-6某些鋁合金陽極氧化處理效果中國合金牌號主要成分含量% 適用于保護性陽極氧化適用于陽極氧化著色適用于光亮陽極氧化LG5L3L5LF21LF2LF3LF5LF7LD31L Y11LY12LD8LD2LD5LT1 99.99A

24、I99.8AI99.5AI99.0AI1.25Mn2.25Mg3.5Mg5Mg7Mg0.5Mg、0.5Si1Si、0.7Mg1.5Cu、1Si、1Mg2Cu、1Ni、0.9Mg、0.8Si4.25Cu、0.625Mn、0.625Mg4.25Cu、0.75Si、0.75Mn、0.5Mg4Cu、 2Ni、1.5Mg2.25Cu、1.5Mg、1.25Ni1Mg、0.625Si、0.25Cu、0.25Cr1Si、0.625Mg、0.5Mn5Si 1 1 11 1 11 2 22 233 342 232 233 344 441 232 343 344 654654654 454 452 343 343

25、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、建筑鋁型材陽極氧化工藝建筑鋁材是目前陽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。 中國建 筑型材標準規(guī)定氧化膜的厚度大于10卩爼。建筑鋁材陽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2110C，電流密度（1.3 .05） A/dm2，時間（對LD31合金）30min，則10艸；60分鐘，則可達18m （電壓18V）,溶液用純水配制。（三）其他陽極氧化1、草酸陽極氧化對硫酸陽極氧化影響的大部分因素也適用于草酸陽極氧化，草酸陽極氧化可采用直流電、交流電或者

26、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% ,在氧化過程中每A?h約消耗0.13-0.14g，同時每A?h有0.08-0.09g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，當含30g/L鋁時，溶液則失效。草酸電解液對氯化物十分敏感，陽極氧化純鋁或鋁合金時，氯化物的含量分別不應超過0.04-0.02g/L，溶液最好用純水配制。電解液溫度升高，膜層減薄。為得到

27、厚的膜，貝U 應提高溶液的pH值。直流電陽極氧化用鉛、石墨或不銹鋼做陰極， 其與陽極的面積比為 （1:2） - （1 : 1）之間。草酸是弱酸，溶解能力低，鋁氧化時，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3.43 10的4次方Pa壓力的蒸汽封孔30-60分鐘。2、鉻酸陽極氧化鉻酸陽極氧化工藝見表-4。氧化過程中應經(jīng)常進行濃度分析，適時添加鉻酐。電解的陰 極材料可用鉛、鐵、不銹鋼，最好的陽陰面積比為（5: 1） - （10: 1 ）。當溶液中三價鉻離子多時，可用電解的方法使其氧化成六價

28、鉻離子。溶液中的硫酸鹽含量超過0.5%，陽極氧化效果不好，硫酸根離子多時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超過0.2g/L。溶液中鉻含量超過70g/L時就應稀釋或更換溶液。鉻酸陽極氧化有電壓周期變化的陽極氧化方法或恒電壓陽極氧化法（快速鉻酸法）兩種。3、硬質(zhì)（厚膜）陽極氧化硬質(zhì)陽極氧化是鋁及鋁合金表面生成厚而堅硬氧化膜的一種工藝方法。硬質(zhì)膜的最大厚度可達250卩m ,純鋁上形成的膜層微硬度為12000-15000MPa ,合金的一般為4000-6000MPa ,與硬鉻鍍層的相差無幾，它們在低符合時耐磨性極佳，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

29、極氧化工藝見表-7。表-7硬質(zhì)陽極氧化工藝編號電解液溫度/度 電流密度/ (A/dm2 ) 始末電壓/V 時間/min 膜厚/卩m中插直流20-24120-1406%-8%二水合草酸 條件視合金而改變6%-7%硫酸+3%-6%有機添加劑+4.5-+18+4.5-+181.3-21015040 65101110%-20% 硫酸 -6-+103010%-15% 硫酸 +84 20-25280605.5%甲酸，8%二水合草酸+15-+25160115-1506055-803-64590100-250115%硫酸+14-+4.42-2.1261209050215%硼酸，4%Na2HC6H5O7+60-

30、+700.4-0.6100300310%硫酸+ 10250W/dm215-2580 6010-130415%硫酸-1-+4.52-2.525-3040-6060-24028-150510%硫酸+8-+102560 6025-60始電壓 末電壓10%-15% 硫酸 0-+4交流 10-1260-70652402004、瓷質(zhì)陽極氧化瓷質(zhì)陽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極氧化， 溶液中鹽類金屬的氫氧化物進入氧化膜孔隙中，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程。瓷質(zhì)陽極氧化處理工藝流程與常規(guī)硫酸陽極氧化基本一致，不同的是瓷質(zhì)陽極氧

31、化是在高的直流電壓(115-125V)和較高的溶液溫度(50-60度)、電解液經(jīng)常攪拌、經(jīng)常調(diào)節(jié) pH值使之處于1.6-2范圍內(nèi)的條件進行。三、染色處理化學著色法工藝簡單、控制容易、效率高、成本低、設備投資少、著色色域寬、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、封孔不當或受到機械損傷時易脫色， 著色膜的耐光性相對較差，故往往僅用于室內(nèi)裝飾、日常用小型鋁制品的著色處理。鋁陽極氧化膜的化學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行的。一般陽極氧化膜的孔隙直徑為 0.01-0.03 ym,而染料在水中分離成單分子，直徑為0.0015-0.0030 m,著色時染料被吸附

32、在孔隙表面上并向孔內(nèi)擴散、堆積，而且與氧化鋁進行離子鍵、氫鍵結合而使膜層著色，經(jīng)封孔處理，染料被固定在孔隙內(nèi)。(一)有機染料染色1、染料的選擇有機染料品種繁多，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格昂貴，色牢度極佳，故多用于高檔鋁制品金筆、 打火機、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，或者溶于烤漆中的二聚氰胺樹脂與環(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、

33、堿性染料、醇溶染料、油溶 染料等。2、有機染料著色工藝及控制(1) 單色染色：將經(jīng)陽極氧化、用清水洗凈的鋁制品，浸入規(guī)定溫度染液中浸泡，染色的時間依顏色深淺而定、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、文字等，多采用印花工藝來完成，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，對需留下顏色的部位用花版印上保護漆膜，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 時間m

34、inAludye 黑色 黑 HBK 8-1050-605.5-615-30黑MBK8-1050-555.0-5.55-10黑MRL10-1250-605.0-6.05-30黑八、BBK10-1250-605.0-6.015-30黑八、DG1055-606.0-7.010-30黑八、WAL10-1250-556.0-7.015-30黑八、MLW8-1250-604.2-4.85-30Aludye紅色大紅A2-550-605-5.55-10大紅D4BS2555-606.0-7.05-10艷紅MB0.5-550-555.5-6.05-15紅 B 2-555-605.5-6.05-15大紅 D4B 2

35、55-605.5-6.05-10紅 SBR 350-555.0-6.05-10紅 FRB 0.5-550-555.0-5.55-10艷紅 3B 1-250-555.5-6.05-15紅 MBES 1-255-605.0-5.55-10大紅 MBES 1-255-605.0-5.55-10紅RBL255-604.5-5.05-15紅PBL255-605.0-6.05-10紅CFB0.5-550-556.0-7.05-15紅FPR高濃0.5-550-555.0-6.05-15大紅 FAR 高濃 0.5-550-556.0-7.05-10桃紅 BN 0.5-550-556.0-7.05-15Alud

36、ye 紫色 紫 VB 250-555.5-6.05-10紫 MFBL550-555.5-6.05-10紫RVB550-555.0-6.05-15紫MBB550-555.0-6.05-15酒紅BL50-555.0-5.55-15Aludye 棕色棕 BRL 250-604.5-5.05-15棕CFA0.5-255-604.5-5.55-15棕THM0.5-555-605.0-6.05-10棕BM0.5-555-605.5-6.05-15棕GL0.5-555-605.5-6.05-15棕KBL1-555-605.5-6.55-15紅棕AG0.1-2!50-556.0-7.0|5-10黃棕 ASG

37、0.2-256-604.5-5.05-10Aludye 綠色 綠 BGLN 250-555.0-5.55-15綠RGS1-955-605.0-5.55-15綠5GM250-555.0-6.05-15綠M6B250-605.5-6.05-15綠ABGL250-55i 5.5-6.05-10綠DB0.5-255-605.0-6.05-10綠A3GM2-555-606.0-7.05-15Aludye 黃色黃 FD 0.5-550-555.0-5.55-10黃FLY0.2-550-605.0-5.55-10黃DRL0.5-255-606.0-6.55-10黃GR0.2-250-555.5-6.05-1

38、0黃DGL0.2-250-556.0-7.05-10黃3RF0.5-555-604.5-5.55-10黃YBL0.2-250-555.0 -5.55-15金黃MBES0.5-255-605.5-6.55-10黃2GL1-250-555.5-6.05-15黃GLL250-555.5-6.05-10嫩黃 ALNW 1-250-556.0-7.05-10Aludye 橙色金 D2GL 0.1-255-606.0-7.05-15橙 GR 0.1-250-555.5-6.55-10金G 227-605.5-6.51-10橙SRL2-550-555.5-6.51-10橙MBES250-554.5-5.55

39、-10橙GNS0.5-550-555.5-6.05-10Aludye 藍色 湖藍 AB 1-250-554.5-5.05-15藍 2LW 0.5-2555.5-6.05-15藍 GBL 1-250-554.5-5.55-15藍 2AL 1-250-554.55-15海軍藍 NBL 1-2555.85-15翠藍 GB0.5-255-605.0-6.05-15Aludye 灰色灰 MBL 0.5-255-606.0-7.05-10灰 BRL0.5-150-556.0-7.05-10灰 2BL0.1-155-605.0-6.05-10灰 ABL 0.5-10 55-60 6.0-6.5 5-20灰

40、GBL 0.5-255-605.5-6.05-10灰 VA 0.5-1 50-55 5.0-5.5 5-10灰 G2RC 1-10 55-60 5.0-6.0 5-15灰 GR 1-10 50-55 5.0-5.5 5-15灰 GL 2-555-606.0-6.55-10Aludye 青銅色 青銅 2LW 2-555-604.0-5.05-103、著色技術措施（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，正確補充以確保顏色深淺一致。（2）采用印花工藝進行多色染色應先淺后深，有黃、紅、藍、棕、黑。染印第二色時，噴 漆應

41、該干燥，使涂料緊貼鋁面，否則染料會浸入，出現(xiàn)毛邊界限不明等。（3 ）為保證著色均勻、色澤一致，鋁件陽極氧化處理條件必須一致，染色條件也應一致。（4）染色液同純水配制，如用硬水則應加六偏磷酸鹽（濃度小于5%），以免沉淀生成。染料應完全溶解，否則著色不均，易出現(xiàn)深色斑點。（5 ）著色槽應用非活性材料如搪瓷、陶瓷、不銹鋼、玻璃等制成，以免引起化學反應造成 染液變質(zhì)。（6）嚴禁油污進入染液中，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。拼色染應將兩種染料分別溶解再置于染浴。凡酸性染

42、料必須用醋酸調(diào)節(jié)pH值，醋酸加入量依染料濃度而定，染液pH值在4.5-6 加入98%醋酸約0.5-1ml/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,1.84g/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 須不停地攪動，分散染料中分散橙GR、分散藍FFR可獲得很滿意的染色效果。其他分散染色前的陽極氧化鋁須用馬來酸、乳酸、酒石酸、5-磺酸基水楊酸等處理再染色。（9） 金屬鋁中含有雜質(zhì)影響染色，含硅超過25%底膜顯灰色，只宜染深色；含鎂超過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

43、悶。（10） 某些染液中有硫酸存在，會使膜層著色不上。即使硫酸對染料無影響，也會使染料的 pH值下降，導致色調(diào)的變化。因此，著色前制品的清洗尤為重要。當用堿性染料著色時， 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有指印及易 于生成污點的水滴，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。（12）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

44、。（13 ）著色后必須經(jīng)封孔處理，這對含銅的合金制品尤為重要。若在0.5%醋酸鎳溶液中封孔，制品表面出現(xiàn)的黑斑可通過添加 0.5%硼酸或醋酸使封孔液中的 pH值降至5.3-5.5，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，陽極化前可進行拋光處理，封孔后還可用細絨布等進行拋 光或是浸涂熔融的石蠟或是噴涂清漆。（二）無機染料染色到目前為止，耐氣候性的有機染料并不多，膜層顏色在100度以上高溫就會發(fā)生改變。而無機染料當溫度超過金屬的熔點時，其顏色不會發(fā)生變化。無機染料著色有一液法和二液法。前者指陽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)陽極氧

45、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)生反應生成一種不可溶的沉淀色料，從而使制品表面顯色。部分無機染料著色工藝及配方見表-10。表-10部分無機染料著色工藝及配方顏色 呈色化合物無機鹽名稱用量g/L溫度/度 時間/min 備注紅褐 亞鐵氰化銅 硫酸 銅亞鐵 氰化鉀 10-10010-5080-9080-9010-2010-202CuSo4+Fe （CN ） 6K4 宀Fe （CN ） 6 Cu2+2K2 So4褐色 鐵氰化銅硫酸銅鐵氰化銅10-10010-50 80-9080-90 10-2010-20 3CuSo4+2Fe（CN ） 6K3tFe （CN

46、 ） 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+ K2Cr2O7 Ag2Cr2O7+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100-20050-100 9075 510 PbAc2+ （ NH4 ） 2St PbS+2 NH4Ac氫氧化鈷硝酸鈷雙氧水氨水2 Co ( NO3) 2+ H2O2+4NH4OHR Co (OH ) 3+4 NH4NO3黃色 重鉻酸鉛醋酸鉛重鉻酸鉀100-20050-100 9090 510 P

47、bAc2+ K2Cr2O片PbCr2O7+2 KAc鉻酸鉛 醋酸鉛鉻酸鉀100-20050-100 9075 510 PbAc2+ K2CrO4 宀 Pb CrO4+2 KAc硫化鎘 醋酸鎘硫化銨 50-10050-100 7575 510 Cd Ac2+ ( NH4) 2S Cd S+2 NH4Ac 白色 硫酸鉛 醋酸鉛硫酸鈉10-5010-50 5060 1530 PbAc2+ Na2SgPb SO4+2NaAc硫酸鋇 硝酸鋇硫酸鈉 10-5010-5060601530 Ba ( NO3) 2+ Na2SO4 宀 Ba SO4+2 NaNO3黑色 硫化鈷 醋酸鈷硫化鈉 50-10050-1

48、0090-10090-10010-1520-30 CoAc2+Na2S CoS+2 NaAc氧化鈷二氧化錳 醋酸鈷高 錳酸鉀 50-10015-2590-10090-10010-1520-30CoAc2+2KMnOg 2 KAc+ CoO+Mn2 O3+2O2 f藍色 普魯士藍亞鐵氰化鉀硫酸鐵10-5010-100 90-10090-100 5-1010-20 Fe2 (SO4)3+3Fe (CN) 6K4 Fe (CN) 63 Fe4+6K2SO4普魯士藍亞鐵氰化鉀氯化鐵10-5010-100 90-10090-1005-1010-20 4 FeCI3+3Fe(CN ) 6K4tFe (CN

49、 ) 63 Fe4+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+2AgNO32KNO3+Ag2CrO4醋酸銅1、3-二氨基丙烷301570-805醋酸銅乙二胺 301570-805金黃鉻酸鋅氟化鋅硝酸41.53.560 10草酸鐵銨15-25適量401-5pH 值 5.5-6.5黃茶色硫酸亞鐵乙二胺301580-90 5青銅色醋酸鈷高錳酸鉀2022305-20 pH 值 6-7,著色前浸小蘇打液10g/L。金色（淺）金色（深）草酸高鐵銨三水合草酸高鐵胺1025505022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，或是從硫酸銅和亞砷酸鈉之間的反應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獲得；古銅色可在含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， 生成的氫氧化鐵色淀，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0.4份、重鉻酸鈉0.35份、氟化鈉0.08份、表面活性劑（C9 烷基酚聚氧乙烯醚）0.5份配成的水溶液，pH 值1.8，于50度將經(jīng)過硬脂酸處理的鋁粉（50m）浸入，可浸染得淺黃色的鋁粉。將6份黃金溶于王水，用適量蒸餾水沖淡，另將石灰30份溶于160份蒸餾水，2小時