铝及其合金化学氧化

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浅谈铝合金的化学氧化

北京瑞升昌合金铝板公司浅谈铝合金的化学氧化合金铝板等铝合金型材的新鲜表面在大气中会立即生成自然氧化膜，这层氧化膜虽然非常薄，一般说来在0.005-0.015um的范围内。

然而这个厚度范围不足以保护合金铝板等铝合金型材免遭腐蚀，也不足以作为有机涂层的可靠底层。

通过适当的化学处理，氧化膜的厚度可以增加100—200倍，从自然氧化膜成为化学氧化膜。

广义的化学氧化膜可以包括重铬酸盐或高锰酸盐等氧化剂参与的化学氧化膜。

化学氧化膜只包含铝与水反应生成勃姆体膜(Boehmite)或拜耳体膜(Bayerite)的情形，按我国习惯也称之为水合氧化膜。

化学氧化膜的用途合金铝板等铝合金型材与水的相互作用在沸腾纯水中可以得到致密的保护性化学氧化膜，也称勃姆体膜。

但水的纯度和反应温度必须严格控制，因为它们对于膜的结构和厚度具有明显影响。

水中微量杂质对膜有明显影响，氯化物和硅酸盐必须从水中彻底去除。

水中二氧化硅含量即使少到1ug/g，生成的膜就不稳定而且厚度只有原来的一半，电解溶液在pH=5～6的水中成膜的质量最好，PH值大于6之后漏电电流迅速上升，这样就不适于电解电容器的生产。

勃姆体膜的另一个工业用途是铝片氧化和染色。

合金铝板等铝合金型材在沸腾的乙醇与水的混合液中化学氧化。

反应速度和膜厚与混合液的水含量有关，在35％水中生成无水氧化物，含20％水的溶液形成膜的水合程度相当于勃姆膜。

研究表明，在70℃以下的水中生成的膜只含有拜耳体，而温度在100~：时生成的氧化膜含有勃姆体与拜耳体的混合物。

水中含三乙醇胺时，化学氧化膜的生成速度的温度敏感性提高，在60—90℃时生成的膜是非晶态的，而100℃时生成的膜中则只含有勃姆体。

化学氧化膜的结构与成分从室温90℃，化学氧化膜是双层结构，靠近金属基体是假勃姆体膜，外表面是拜耳体膜。

这种拜耳体膜可以用机械方法或胶带除去。

假勃姆体是铝的羟基氢氧化物，类似于勃姆体，但含水较多。

然而，拜耳体实际上是一种氢氧化铝，即Al(OH)3。

铝及其合金的氧化着色介绍

微弧氧化过程包括电化学反应和等离子体化学反应。在外加电压未达到临界击穿电压之前, 在阳极金属上发生普通的电化学反应, 生成一层很薄的非晶态氧化膜。当外加电压达到临界击穿电压后, 膜层上最薄弱的部位首先被击穿, 随着电压继续增加, 氧化膜表面出现微弧放电现象, 形成等离子体。微弧瞬间温度极高, 不仅使微弧区的基体合金发生熔融, 也使周围的液体气化并产生极高的压力。在高温高压作用下, 基体表面原有的氧化膜发生晶态转变。同时, 电解液中的氧离子和其他离子也通过放电通道进入到微弧区, 和熔融的基体发生等离子化学反应, 反应产物沉积在放电通道的内壁上。随着微弧继续在试样表面其他薄弱部位放电,均匀的氧化膜逐渐形成。
化学氧化膜较薄。一本不宜单独使用。在汽车工业级一些装饰材料上，已铝合金的本色氧化，然后进行喷漆或电泳，可有效的提高漆层与本基的结合力。由于化学氧化具有工艺简单操作方便污染性小，在工业上已经得到较大的推广。
透明至灰色
与时间有关，膜层生成快
高
NSS330h （高于硫酸
体系）
好
优于硫酸体系
液类型
草酸体系
与基材有关系
可得到高厚度氧化膜，及硬质氧化
膜
高
好，有很强的耐压性能
好，主用运用于航空行
业
结合力好，对 CL的含量要求严格，易产生
颜色干涉。
混和酸体系
与混酸类型有关
厚度可以通过时间控制
各有优缺点
高
性质氧化时间及工艺
有关
低
磷酸盐膜
与氧化时
间及工艺有关
低
一般
结合力好
好
好
结合力好
一般
结合力好
化学氧化膜一般不单独使用，由于去具有较强的吸附能力，可用做涂层的前处理工艺进行使用，可提高涂层与基材的结合力。因化学氧化膜层薄（0.5-4微米）通过特殊工艺可使厚度提高到5微米以上，但是氧化膜出现粉末及白点状。

铝及铝合金的电化学氧化

铝及铝合金的电化学氧化(导电氧化):在电解质溶液中,具有导电表面的制件置于阳极,在外电流的作用下,在制作表面形成氧化膜的过程称为阳极氧化,所产生的膜为阳极氧化膜或电化学转化膜.电化学氧化膜与天然氧化膜不同,氧化膜为堆积细胞结构,每个细胞为一个六角柱体,其顶端为一个圆弧形且具六角星形的细孔截断面.氧化膜有两层结构.靠近基体金属的是一层致密且薄,厚度为0.01~0.05μm的纯AL2O3膜,硬度高,此层即为阻挡层;外层为多孔氧化膜层,由带结晶水的AL2O3组成,硬度较低.电化学氧化按电解液的主要成分可分为:硫酸阳极氧化,草酸阳极氧化,铬酸阳极氧化;按氧化膜的功能可分为:耐磨膜层,耐腐蚀膜层,胶接膜层,绝缘膜层,瓷质膜层及装饰氧化.另外铝的表面处理可以用电镀的方式,提高硬度先镀底铜再镀硬铬,装饰可以镀装饰铬,另外阳极氧化也可进行着色处理《材料工程丛书-表面处理手册》1 氧化染色原理众所周知，阳极氧化膜是由大量垂直于金属表面的六边形晶胞组成，每个晶胞中心有一个膜孔，并具有极强的吸附力，当氧化过的铝制品浸入染料溶液中，染料分子通过扩散作用进入氧化膜的膜孔中，同时与氧化膜形成难以分离的共价键和离子键。

这种键结合是可逆的，在一定条件下会发生解吸附作用。

因此，染色之后，必须经过封孔处理，将染料固定在膜孔中，同进增加氧化膜的耐蚀、耐磨等性能。

2 阳极氧化工艺对染色的影响在氧化染色整个流程中，因为氧化工艺原因造成染色不良是比较普遍的。

氧化膜的膜厚和孔隙均匀一致是染色时获得均匀一致颜色的前提和基础，为获得均匀一致的氧化膜，保证足够的循环量，冷却量，保证良好的导电性是举足轻重的，此外就是氧化工艺的稳定性。

硫酸浓度，控制在180—200g／l。

稍高的硫酸浓度可促进氧化膜的溶解反应加快，利于孔隙的扩张，更易于染色；铝离子浓度，控制在5—15 g／l。

铝离子小于5g／l，生成的氧化膜吸附能力降低，影响上色速度，铝离子大于15g／l时，氧化膜的均匀性受到影响，容易出现不规则的膜层。

铝及铝合金阳极氧化术语

铝及铝合金阳极氧化术语1 表面预处理1．1 光亮化brightening用化学或电化学抛光的方法，使金属表面光亮的过程。

1．2 光亮浸渍bright dipping金属在溶液中浸渍后，使金属表面光亮。

1．3 抛光polishing减小金属表面粗糙度的过程。

1．4 软轮磨光buffing金属表面通过旋转的软轮进行抛光。

轮上所用的磨料为含有细小研磨颗粒的悬浊液、膏体或粘性油脂。

1．5 电解光亮化electrobrightening用适当的电解处理方法使金属表面光亮化1．6 电解抛光exechtropolishing在适当的电解液中作为阳极的抛光处理。

1．7 电解浸蚀electrolytic etching铝在适当的溶液中用电解法所进行的浸蚀。

1．8 化学光亮化chemical brightening铝浸入溶液中使其表面光亮化的处理。

1．9 化学抛光chemical polishing铝浸入化学溶液中抛光处理。

1．10 脱脂degreasing用机械、化学或电解方法除去表面的油脂。

1．11 酸洗pickling通过化学作用（一般在酸里），除去铝表面的氧化物或其他化合物。

1．12 清洗cleaning用弱酸、弱碱溶液、溶剂及其蒸气，清除表面油脂和污垢的处理方法。

这种处理可以采用化学或电解法。

1．13 除灰desmutting除去附着在铝表面上的灰状物（例如：铝在碱洗之后再浸入硝酸溶液中的处理，俗称出光）。

1．14 去氧化物处理deoxidizing除去表面的氧化物。

1．15 浸蚀etching ,etch金属材料的表面在酸性或碱性溶液中，由于表面全部或局部溶解使其粗糙化。

酸浸蚀过程可以在通电或不通电的条件下进行。

这种方法也可用于电解电容器铝箔、印刷电路板和装饰性结构等特殊生产工艺。

1．16 刷光brushing表面进行机械清理的一种方法，通常用旋转的刷子。

1．17 磨光grinding采用附着在刚性或柔性物体上的磨料去除表层物质的过程。

铝及铝合金的阳极氧化

2H+ + 2e →H2↑ 而在阳极上，主要是水的放电：
H2O －2e → [O] + 2H+ 2Al + 3[O] → A12O3 ＋ 1670kJ
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电镀工艺学10-136
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通过电子显微镜、示踪原于等现代测试方法，对氧化膜形成过程提出了新的观点，在阳极上铝原子失去电子而氧化：
还提出有三层结构模型和胶体结构模型。
除磷酸氧化膜外，硫酸、铬酸和草酸阳极氧化膜也都具有相似的结构，仅孔径、孔隙串等具体数值不同而已。不同类型溶液取得的氧化膜性质，如表26—1所列。
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溶液
15% 硫酸 4％磷酸 3％铬酸 2％草酸
Al － 3e → Al3＋ 2Al3＋＋ 3O2－ → Al2O3 与铝结合的氧离子来自哪个原子团或离子尚不得而知，实际上阳极反应过程是相当复杂的，一些问题仍在探索中。在氧化膜／溶液界面上还发生氧化膜的化学溶解： Al2O3 ＋ 3H2SO4 → Al2(SO4)3 ＋ 3H2O
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表26－1 不同溶液所得氧化膜的性质
温度形成电压阻挡层厚度孔径
/℃
/V
/nm·V－1
/nm
孔壁厚
孔数
孔体积
/nm·V-1 /×109·cm-2
％
10
15
25
60
40
40
25
60
1.00
12
0.80
77.0
7.5
1.19
33
1.10
4.1

铝及铝合金的氧化

铝合金的化学氧化
❖ 在含有缓蚀剂的对氧化膜有轻微溶解作用的弱酸和弱碱溶液中煮沸，可得0.5~4m 的化学氧化膜．
❖ 优点：快，不耗电，设备简单，成本低，有一定的耐蚀性，与涂层的结合力好．
❖ 缺点：薄，着色难，装饰性不好，软． ❖ 适用于涂装底层和不宜阳极氧化的小薄工
件．
（一）．基本原理
❖ 沸水中：
❖ 耐蚀性 ❖ 电绝缘性 ❖ 绝热性
（一）．硬质氧化膜的形成条件
❖ 降低温度以降低氧化膜的溶解速度 ❖ 延长时间 ❖ 提高电压和加大电流以克服电阻，提高氧
化膜的生成速度
（二）．影响硬膜成长及性质的因素
延长多孔层加厚段时间区的长度１.硫酸的浓度２.温度３.阳极电流密度
４.始末电压５.合金成分(重要因素)
氧化膜的着色
2.整体着色(带色氧化膜)
❖ 利用合金中的元素发色； ❖ 利用溶液中的元素发色．耐晒性好．
3.电解着色(金属沉积于孔底)
❖ 在金属盐溶液中用交流电电解； ❖ 一般用镍盐，锡盐．
2．氧化膜的封闭
（1）.热水封闭（2）.重铬酸盐封闭(主要用于防护目的) （3）.水解盐封闭
（4）.两步法
阳极氧化膜的形成
３．电渗流
▪ 水化的氧化膜带负电 ▪ 孔底水化程度低，接近基体，电位高，使得
Al3+溶液从里向外按电位高低移动 ▪ 新鲜溶液由中心进入
（二）、阳极氧化膜的组成和结构
❖ 氧化物，水，阴离子 ❖ 六方形氧化物组成的蜂窝状结构
阳极氧化工艺
❖ 工艺流程
硫酸阳极氧化
１．槽液组成及工艺条件２．影响氧化膜质量的因素
▪ 硫酸含量溶膜，导电
▪ 温度（重要因素）热量来源：反应放热；无孔层电压降冷冻机降温；加入有机酸；控制电压和电流；搅拌

铝及铝合金的阳极氧化

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铝及铝合金的阳极(yángjí)氧化
•（2）氧化膜的耐磨性，纯氧化铝的硬度非常高，
HV=1960,普通阳极氧化铝的氧化膜硬度大约在196－
490HV，（因为氧化膜带有孔隙，所以硬度要低很多），采用硬质阳极氧化工艺，氧化膜的硬度可达 1176－1470HV，因为硬度高，所以氧化膜的耐磨性非常好，如果膜层吸附润滑剂，还能进一步提高它的耐磨性。
•氯离子的浓度不能超过(chāoguò)0.4g/L，超过(chāoguò) 膜层就会出现腐蚀点。三价铝离子的浓度不能超过(chāoguò)3g/L。
•阴极材料用炭精棒。
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铝及铝合金的阳极(yángjí)氧化
•按电流型式分有：直流电阳极(yángjí)氧化；交流电阳极(yángjí)氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致
•三、铝及铝合金的阳极氧化(yǎnghuà)工艺
•1、硫酸阳极氧化
•以稀硫酸作电解液，对铝及铝合金进行阳极氧化，膜的厚度可达 5um—20um，膜的吸附性好，无色透明，工艺简单，操作方便。
•硫酸阳极氧化的工艺规范
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铝及铝合金的阳极(yángjí)氧化
•2、影响因素
•（1）硫酸浓度，氧化(yǎnghuà)膜生长的过程，也是它溶解的过程，硫酸浓度提高，溶解速度也会加快，这样生成的膜就会比较薄，防护能力下降，但是膜的孔隙率高，吸附力强，染色能力好，为了兼顾膜层的染色和防护，硫酸的浓度应控制在170－20g/L，通常采用15％～20％。 •（2）温度的影响，膜的形成速度和溶解速度达到平衡时，膜就不再增厚。如果提高温度，就会使膜的溶解速度加快，膜层就会变薄，而且疏松多孔，硬度低。温度过低，膜的厚度增大，硬度高，耐磨性好，但是孔隙率低，脆性较大。

氧化加工分类及标准,阳极氧化与化学导电氧化简易区别

氧化加工分为阳极氧化加工以及化学导电氧化加工，阳极氧化，就是一种电解氧化过程，是铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用在铝表面形成一层氧化膜的过程。

而化学导电氧化是纯化学反应，通过氧化溶液在工件表面形成一层氧化膜。

阳极氧化加工主要有MIL-8625F标准：
1.分类及标准所列阳极氧化膜的类别和级别如下:
1.1分类
I类一铬酸阳极氧化.在铬酸槽生成的常规氧化膜
IB类一铬酸阳极氧化，低电压工艺，2212V
IC类一非铬酸阳极氧化，应用非铬酸的配方生成的I和IB类氧化膜
II类一硫酸阳极氧化，在硫酸槽生成的常规的氧化膜
IIB类一硫酸阳极氧化膜，应用非铬酸的配方生成的I和IB类氧化膜
III类一硬质阳极氧化膜
1.2级别
1级-不染色
2级-染色
化学导电氧化加工主要有MIL-DTL-5541F标准：
1.分类.化学转换涂层分为以下类型和级别.
1.1类型：化学转换涂层分为以下类型
型号I-成分包含六价铬。

型号II-成分不包含六价铬。

1.2级别：铝制品和铝合金制品通过化学反应形成的保护涂层的材料，分为以下级别
Class 1A级别1A-用于最大防腐蚀、上漆或未上漆的防护涂层
Class 3级别3-用于电阻值较低要求的防腐蚀涂层
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铝或铝合金阳极氧化的一般原理

铝或铝合金阳极氧化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。

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,将发生以下的反应：在阴极上,按下列反应放出H2：2H++2e→H2在阳极上,4OH–4e→2H2O+O2,析出的氧不仅是分子态的氧(O2),还包括原子氧(O),以及离子氧(O-2),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12O3膜：4A1+3O2=2A12O3+3351J应指出,生成的氧并不是全部与铝作用,一部分以气态的形式析出。

阳极氧化的种类阳极氧化早就在工业上得到广泛应用。

冠以不同名称的方法繁多,归纳起来有以下几种分类方法：按电流型式分有：直流电阳极氧化；交流电阳极氧化；以及可缩短达到要求厚度的生产时间，膜层既厚又均匀致密,且抗蚀性显着提高的脉冲电流阳极氧化。

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。

按膜层性质分有：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。

直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍,这是因为它具有适用于铝及大部分铝合金的阳极氧化处理；膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性；膜层无色透明、吸附能力强极易着色；处理电压较低,耗电少；处理过程不必改变电压周期,有利于连续生产和实践操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小,货源广,价格低等优点。

近十年来,我国的建筑业逐步使用铝门窗及其它装饰铝材,它们的表面处理生产线都是采用这种方法。

阳极氧化膜结构、性质与应用1)阳极氧化膜的结构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成长起来的,后者称为阻挡层(亦称活性层)。

(1)阻挡层阻挡层是由无水的A12O3所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用。

(2)多孔的外层氧化膜多孔的外层主要是由非晶型的A12O3及少量的r-A12O3.H2O还含有电解液的阴离子。

铝及铝合金的化学氧化处理

铝及铝合金的氧化处理的方法主要有两类：①化学氧化，氧化膜较薄，厚度约为0.5～4微米,且多孔，质软，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和抗蚀性能均不如阳极氧化膜；②电化学氧化，氧化膜厚度约为5～20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60～200微米），有较高硬度，良好的耐热和绝缘性，抗蚀能力高于化学氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。

7.3.1铝及铝合金的化学氧化处理铝及铝合金的化学氧化处理设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，适用范围广，不受零件大小和形状的限制。

铝及铝合金化学氧化的工艺按其溶液性质可分为碱性氧化法和酸性氧化法两大类。

按膜层性质可分为:氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸盐膜、铬酸－磷酸盐膜。

<1>铝及铝合金碱性铬酸盐化学氧化溶液的配方及工艺条件如表7－4。

注：①配方1，2适用于纯铝，铝镁合金，铝锰合金和铝硅合金的化学氧化。

膜层颜色为金黄色，但后二种合金上得到的氧化膜颜色较暗。

碱性氧化液中得到的膜层较软，耐蚀性较差，孔隙率较高，吸附性好，适于作为涂装底层。

②配方3中加入硅酸钠，获得的氧化膜为无色，硬度及耐蚀性略高，孔隙率及吸附性略低，在硅酸钠的质量分数为2％的溶液中封闭处理后可单独作为防护层用，适合于含重金属铝合金氧化用。

③工件经氧化处理后为提高耐蚀性，可在20g/L的CrO溶液中，室温3下钝化处理5～15s，然后在低于50℃温度下烘干。

<2>铝及铝合金酸性铬酸盐化学氧化溶液配方及工艺条件如表7－5。

注：①配方1得到的氧化膜较薄，韧性好，耐蚀性好，适用于氧化后需变形的铝及铝合金，也可用于铸铝件的表面防护，氧化后不需要钝化或填充处理。

②配方2溶液pH值为1.5～2.2,得到的氧化膜较厚，约1～3微米,致密性及耐蚀性都较好，氧化后零件尺寸无变化，氧化膜颜色为无色至浅蓝色，适用于各种铝及铝合金氧化处理。

在配方2溶液中氧化处理后零件应立即用冷水清洗干净，然后用重铬酸钾40～50g/L溶液填充处理（PH＝4.5～6.5时用碳酸钠调整），温度90～95℃,时间5～10分钟，清洗后在70℃烘干。

化学必修一----铝及铝合金铝的氧化物与氢氧化物

第一课时铝及铝合金铝的氧化物与氢氧化物铝的性质1．物理性质颜色状态熔点密度导电导热性延展性银白色固体较低较小良好良好2．化学性质铝原子结构示意图为，在化学反应中容易失去最外层上的3个电子，化合价升高，表现出还原性。

(1)铝的性质实验与铝反应的物质实验现象结论或化学方程式浓硝酸无明显现象铝遇浓硝酸发生钝化浓硫酸无明显现象铝遇浓硫酸发生钝化盐酸铝片逐渐溶解，有气泡产生 2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑ 氢氧化钠溶液铝片逐渐溶解，有气泡产生2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑(2)铝与氧气的反应①常温时，与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，防止铝进一步被氧化，因此铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性。

②加热时，铝粉可在空气中燃烧，放出大量热，化学方程式为4Al ＋3O 2=====△2Al 2O 3。

(3)铝与酸的反应 ①与盐酸、稀H 2SO 4反应离子方程式：2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑。

②常温下，遇浓硝酸、浓H 2SO 4时，在表面生成致密的氧化膜而发生钝化。

(4)铝与强碱溶液的反应与NaOH 溶液反应离子方程式：2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑。

[特别提醒]因铝既能与强酸反应，又能与强碱溶液反应，铝制品不能用来蒸煮或长期储存酸性或碱性食物。

1．等质量的铝分别与足量的盐酸和NaOH 溶液反应，两者生成氢气的量有什么关系？提示：产生H 2的物质的量相等。

2．足量的铝分别与等浓度、等体积的盐酸和NaOH 溶液反应，生成氢气的量有什么关系？提示：产生H 2的物质的量之比为1∶3。

铝与酸、碱液反应生成H 2的量的关系 1．反应原理⎩⎪⎨⎪⎧2Al ＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2↑2Al ＋2OH －＋2H 2O===2AlO －2＋3H 2↑ 2．量的关系(1)定量关系⎩⎪⎨⎪⎧2Al ～6H ＋～3H 22Al ～2OH －～3H 2 (2)铝与盐酸、氢氧化钠溶液反应产生氢气体积关系归纳：反应物的量产生H 2的体积关系等量的铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应 V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＝1∶1足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应 V HCl (H 2)V NaOH (H 2)＝13一定量的铝分别与不足量的盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应 13<V HCl (H 2)V NaOH (H 2)<11．称取两份铝粉，第一份加入足量的NaOH 溶液，第二份加入足量的盐酸，若放出的氢气的体积相等(同温同压)。

铝及铝合金硫酸阳极氧化

铝及铝合金硫酸阳极氧化铝及铝合金硫酸阳极氧化就是在一定浓度的硫酸溶液中，在给定的工艺条件下，受到外界直流电的作用，铝合金表面形成一层抗腐蚀氧化膜的过程，其所获得的氧化膜还具有无色透明，有一定的防护性能，且孔隙多、吸附性好，易于染色等优点。

铝及其合金硫酸阳极氧化工艺不甚复杂，但工艺要求很严，质量故障通常都是由疏忽、轻视而引起的。

603．阳极氧化件的盲孔、狭缝口出现粗糙印痕这一现象是碱洗、硝酸出光后硝酸未被充分洗净引起的。

阳极化时硝酸从工件的孔眼、狭缝中缓缓释放出来，在电流的作用下引起腐蚀，故硝酸出光后的工件要加强清洗，甩净，也可用医用注射器抽出，保证隐藏在这些部位的残留污液抽取干净，以免引起后患。

604．阳极氧化时不使用辅助阴极阳极化时工件表面生成的三氧化二铝膜层的电阻高于阳极化溶液的电阻，并具有良好的分散能力，因此，阳极化时无需使用辅助阴极，只要不窝气，不产生气袋，工件的深凹部位都能获得与其他部位基本相同的膜层厚度。

605．阳极氧化件表面出现红色、灰色挂霜这种现象实际上是由于工件阳极化时接触不良，工件表面尚未形成氧化膜，红色挂霜是工件在阳极化溶液中置换出来的铜，而灰色挂霜又是含硅铝合金受到酸的浸蚀而残留下来的硅。

出现这种情况，可先检查夹具，如夹具有氧化膜，需把工件卸下来，。

对夹具作退膜处理，工件经混合酸漂洗后重新装夹氧化处理。

如夹具也没有氧化膜，则是夹具与导电铜梗接触不好引起的，这时可移动一下位置继续氧化处理。

为避免上述现象再度出现，装夹时夹具必须随用随洗，装夹要牢固可靠，阳极化时还要进行测试，检查工件导电是否正常。

简易的检测方法如下。

一般铝合金在阳极极化时会冒气泡，是否导电较易识别，但高纯铝材冒泡极轻微，铸造铝不导电也会冒泡，都较难辨别，在这种情况下可采取下列方法检查。

(1)所用夹具已知是经过碱洗的：取一段塑料电线，把电线两头塑料皮剥去，检查时一头捆在6V灯泡的螺纹部位，一头连接负极，灯泡端头部位触及夹具时发光说明工件是导电的。

铝及铝合金的化学氧化

铝及铝合金的化学氧化
核心提示：新鲜的铝表面会很快生成一层氧化膜，但这层膜厚度只有4~5mm，防护性低，选择适当的溶液可以得到具有一定防护价值的化学氧化膜。

新鲜的铝表面会很快生成一层氧化膜，但这层膜厚度只有4~5mm，防护性低，选择适当的溶液可以得到具有一定防护价值的化学氧化膜。

铝浸在水中就会发生下列反应：
上述反应的结果，是生成一层薄的氧化膜。

要使膜层加厚，溶液必须能适当地溶解膜层。

当铝进人酸性或碱性溶液时，将同时发生膜的生成和溶解作用，得到一定厚度的膜层。

工业上的化学氧化处理采用碱性溶液加适当的抑制剂。

著名的化学氧化工艺法是几经改进而来的，配方见表5 ~ 4〔以软化水配液〕。

碱性化学氧化膜层组成为75%的加25%的。

以M.B. V 法为基础修改的配方有E.W法〔获得无色或浅色的膜）、L.W法(加入磷酸氢二钠）、Pylumin 法(加人重金属碳酸盐，如碱性碳酸铬〕和Alork法(与M.B.V法相似〕。

如果工件比较清洁，这类转化处理可不进行前处理，所产生的膜层经过水玻璃封孔(质量分数3%~5%的硅酸钠水溶液，90°C，15min)后具有较好的耐蚀性。

铝及其合金的氧化着色介绍

自然氧化形成的氧化膜较薄，且颜色相对较浅，通常为浅灰色或银白色。
阳极氧化
阳极氧化
通过电解方法在铝及其合金表面形成一层厚且多孔的氧化膜，这层氧化膜具有较高的硬度和耐磨性。
阳极氧化的特点
阳极氧化膜厚度可调，颜色丰富，可以通过改变电解液成分和氧化时间来控制膜层的厚度和颜色。
阳极氧化的应用
阳极氧化膜因其优异的耐磨、耐热和绝缘性能，广泛应用于建筑、汽车、家电等领域。
注。
03
铝及其合金的氧化着色技术
化学氧化着色
原理
通过化学反应在铝表面生成一层氧化膜，通过调整反应溶液的成分和条件，可以控制氧化膜的厚
度和颜色。
特点
操作简单，成本低，适用于大规模生产。但颜色单调，且耐蚀性较差。
应用
主要用于建筑铝型材的着色，以及部分日用品的着色。
电化学氧化着色
原理
利用电化学反应在铝表面生成一层氧化膜，通过控制电流和电压的大小，可以控制氧化膜的厚度和颜色。
微弧氧化
微弧氧化
在铝及其合金表面通过微弧放电形成一层致密的陶瓷氧化膜，这层氧化膜具有优异的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
微弧氧化的特点
微弧氧化形成的氧化膜厚度较大，且与基体结合紧密，不易脱落。同时，微弧氧化过程中产生的微弧放电会熔融基体表面，
使氧化膜与基体形成冶金结合。
微弧氧化的应用
微弧氧化膜因其优异的综合性能，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。同时，由于微弧氧化技术环保节能，也备受关
新技术的研发和应用
随着新技术的不断研发和应用，铝及其合金的氧化着色技术将不断改进和完善，提高产品的质量和性能，满足更多领域的需求。
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铝单板表面处理阳极氧化和化学氧化的区别

★阳极氧化的概念:铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程.阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧1、阳极氧化的作用☆防护性☆装饰性☆绝缘性☆提高与有机图层的结合力.安徽铝方通厂家☆提高与无机覆盖层的结合力☆开发中的其它功能2、铝合金的化学转化膜处理(化学氧化，钝化，铬化)★铝合金的化学转化膜通过化学氧化取得，可参考美军标MIL-C-5541。

★为什么要进行铝合金的化学转化膜处理☆加强铝合金的防锈能力。

☆可以起稳定接触电阴的作用。

(曾经一客户产品要求导电氧化，其目的就是起稳定接触电阻及导电作用)☆转化膜较薄(约0.5~4um)，质软、导电、多孔，有良好的吸附能力，通常做为油漆或其他涂料的底层。

☆不改变材料的机械性能。

☆设备简单、操作方便、价格便宜。

安徽双曲铝单板☆不影响工件尺寸。

★转化膜厚度铝合金表面的化学转化膜较薄约0.5~4um，转化膜是一种凝胶体，很难直接测量，通常只是称量工件化学氧化前后的重量，或以表面色泽和盐雾试验来判断氧化膜的耐蚀能力。

★划伤后的防腐功能铝合金表面的化学转化膜是一种凝胶体，此胶体在转化膜划伤后可以移动，划伤痕周围的凝胶会移动至划伤表面，结合在一起，继续、阻挡铝合金被腐蚀，仍然有防腐功能。

★颜色铝合金化学转化膜的色泽有灰色、白色、草绿色、金黄色、彩虹色，转化膜的最终色泽，由采用的转化膜药水、操作工艺条件有关。

3、阳极氧化与导电氧化的区别1).阳极氧化是在通高压电的情况下进行的，它是一种电化学反应过程;导电氧化(又叫化学氧化)不需要通电，而只需要在药水里浸泡就行了，它是一种纯化学反应。

2).阳极氧化需要的时间很长，往往要几十分钟，而导电氧化只需要短短的几十秒。

3).阳极氧化生成的膜有几个微米到几十个微米，并且坚硬耐磨，而导电氧化生成的膜仅仅0.01—0.15微米左右。

耐磨性不是很好，但是既能导电又耐大气腐蚀，这就是它的优点。

铝与铝合金的氧化处理一般知识介绍

铝与铝合金的氧化处理铝及铝合金在大气中虽能自然形成一层氧化膜，但膜薄（40- 50A）而疏松多孔，为非晶态的、不均匀也不连续的膜层，不能作为可靠的防护、装饰性膜层。

随着铝制品加工工业的不断发展，在工业上越来越广泛地采用阳极氧化或化学氧化的方法，在铝及铝合金制件表面生成一层氧化膜，以达到防护、装饰的目的。

一、经化学氧化处理获得的氧化膜，厚度一般为～4um，质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜。

所以，除有特殊用途外，很少单独使用。

但它有较好的吸附能力，在其表面再涂漆，可有效地提高铝制品的耐蚀性和装饰性。

二、经阳极氧化处理获得的氧化膜，厚度一般在5-20um，硬质阳极氧化膜厚度可达60- 250um。

其膜层还具有以下特性：（1）硬度较高。

纯铝氧化膜的硬度比铝合金氧化膜的硬度高。

通常，它的硬度大小与铝的合金成份、阳极氧化时电解液的技术条件有关。

阳极氧化膜不仅硬度较高，而且有较好的耐磨性。

尤其是表面层多孔的氧化膜具有吸附润滑剂的能力，还可进一步改善表面的耐磨性能。

(2)有较高的耐蚀性。

这是由于阳极氧化膜有较高的化学稳定性。

经测试，纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好。

这是由于合金成分夹杂或形成金属化合物不能被氧化或被溶解，而使氧化膜不连续或产生空隙，从而使氧化膜的耐蚀性大为降低。

所以，一般经阳极氧化后所得的膜必须进行封闭处理，才能提高其耐蚀性能。

(3)有较强的吸附能力。

铝及铝合金的阳极氧化膜为多孔结构，具有很强的吸附能力，所以给孔内填充各种颜料、润滑剂、树脂等可进一步提高铝制品的防护、绝缘、耐磨和装饰性能。

（4）有很好的绝缘性能。

铝及铝合金的阳极氧化膜，已不具备金属的导电性质，而成为良好的绝缘材料。

(5)绝热抗热性能强。

这是因为阳极氧化膜的导热系数大大低于纯铝。

阳极氧化膜可耐温1500℃左右，而纯铝只能耐660℃。

综上所述，铝和铝合金经化学氧化处理，特别是阳极氧化处理后，在其表面形成的氧化膜具有良好的防护、装饰等特性。

阳极氧化工艺

2、电化学氧化： A.定义：
将铝及其合金置于某种适当
的电解液中作为阳极,进行通电处理的过程称为阳极氧化，
阳极氧化：
1、定义：在适当的电解液中,以金属作
为阳极,在外电流作用下,使其表面生成氧化膜的过程，
2、性质： ①氧化膜结构的多孔性; ②氧化膜的耐磨性; ③氧化膜的抗蚀性； ④氧化膜的电绝缘性； ⑤氧化膜的绝热性；
又要尽可能减少夹具和零件间的接触面积过小,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.
3 铝合金硫酸阳极氧化处理后,氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉,特别是填充封闭后,制件表面出现严重粉层,抗蚀性低劣.这一类故障多发生在夏季,尤其是没有冷却装置的硫
⑥氧化膜的结合力，
3、种类： ①硫酸阳极氧化； ②草酸阳极氧化； ③铬酸阳极氧化； ④磷酸阳极氧化； ⑤瓷质阳极氧化； ⑥硬质阳极氧化; ⑦微弧阳极氧化，
一硫酸阳极氧化：
1、工艺：
H2SO4:160~200g/L Al3+:3~15g/L 电压：8~16V 温度：15~26℃ 氧化时间：5~45分钟阴极：铝板或铅板
阳极氧化工艺
目的：让基层人员掌握铝及其合金的氧化基础知识, 培养基层人员的操作技能及品质,保证担当能力，
氧化种类： 1、化学氧化： A.定义：将铝及其合金置于某种适当的化学药液中进行化学反应的过程称化学氧化， B.性质：氧化膜较薄厚度为0.54um 多孔有良好的吸附能力,质软不耐磨、抗蚀性低于阳极氧化膜,一般作为涂装的底层如白色钝化、金黄色钝化，
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.这类故障在硫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.

铝及其合金化学氧化

浅谈铝合金的化学氧化

铝及其合金的氧化着色介绍

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铝及铝合金阳极氧化 术语

铝及铝合金的阳极氧化

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