铝合金阳极氧化常见故障分析及预防
铝合金表面阳极氧化膜破裂因素和解决方法
铝合金表面氧化膜破裂因素和解决方法铝型材入库前，被阳光强射几小时后部分铝材表面出现阳极氧化膜破裂的现象，这时往往需要来脱膜返工处理，浪费大量的人力、物力，增加了生产成本，且检查也较为困难。
那么，铝合金氧化膜破裂的特征和规律有哪些，预防方法又有什么呢？1、日光曝晒导致的氧化膜裂纹与施加外力变形产生的裂纹特征不同。
后者产生的裂纹以受力点为中心向四周呈散射状，而前者为无方向性的细小龟裂纹，裂纹互相连接交错，与“炸瓷”现象极为相似。
2，在天气晴朗、干燥少雨的春季北方易产生裂纹，而在湿度大的夏秋季节一般不会产生。
3、包装后的型材在纵向全长都可能产生裂纹，但首先发生在日光照射最充足的端头部位，日光照射不到的部位不会产生。
4、将强日光曝晒下的型材包装纸打开后，有时可观察到裂纹向前发展的情景，同时伴随轻微的裂膜声。
5、封孔质量好、膜较厚时易产生裂纹。
氧化膜破裂机理是：正常情况下，封孔处理完后，封闭反应仍继续进行，陈化过程中吸收空气中的水分，在封闭速度快、封闭效果好的情况下，强日光曝晒时，填充物不仅不能吸收水分，而是脱水吸收热量发生膨胀，Ni（OH）2膨胀系数比Al2O3的大，将膜孔胀裂。
影响氧化膜的不单单是阳光因素，在阳极氧化、封孔和陈化的过程中，都有可能造成相关影响。
首先，在阳极氧化过程中：1、氧化温度。
阳极氧化时，电解液温度降低，氧化膜的硬度、脆性增大，出现裂纹的几率增大。
温度升高，氧化膜变疏松，孔径增大，孔口扩张，出现裂纹的几率减小。
因此，阳极氧化时应将电解液温度严格控制在20℃左右，避免低温下氧化。
2、电流密度和氧化时间。
提高电流密度和延长氧化时间，氧化膜变硬变厚，出现裂纹的机会增大。
因此，生产中要根据不同型材品质的上架支数，合理确定电流密度和氧化时间，将氧化膜控制在10-12μm。
其次，封孔影响：1、封孔时间和温度。
常温封孔温度通常控制在25-40℃，随温度升高，离子运动速度加快，反应速度加快。
可将封孔温度控制在35-38℃，以提高水合反应产物Al2O3的生产速度，使Ni（OH）2呈蓬松状，同时，为抑制Ni（OH）2的过量填充，要将ph 值提高，缩短封孔时间，使封孔效果略欠一点，避免出现过封孔而导致曝晒是将膜孔胀裂。
铝合金阳极氧化故障的分析及预防
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。
2. 预防故障的措施
铝合金硫酸阳极氧化氧化膜质量好坏，抗蚀防护性能的优劣主要取决于铝合金的成分，膜层厚度以及阳极氧化处理工艺条件，如温度、电流密度、使用水质及阳极氧化后的填充封闭工艺等。要减少或避免阳极氧化故障提高产品质量要从微细处着手，采取有效措施。
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。
对于搭接、点焊或铆接的铝合金组合件，对于在阳极氧化过程中易形成气袋不易排除的铝合金制件，从质量考虑，一般不允许采用硫酸阳极氧化工艺。
(2)装挂夹具材料必须确保导电良好，一般选用硬铝合金棒，板材要保证有一定弹性和强度。拉钩宜选用铜或铜合金材料。已使用过的专用或通用工夹具如阳极氧化处理时再次使用，必须彻底退除其表面氧化膜，确保良好接触。工夹具既要保证足够导电接触面积，又要尽量减少夹具印痕。如果接触面太小，会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。
铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施
铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施1. 引言铝及其合金广泛应用于各个领域，包括建筑、汽车、航空航天以及电子等行业。
为了增强其耐腐蚀性和提高外观，常常会对铝材进行硫酸阳极氧化处理。
然而，这种过程中可能会出现一些常见故障，影响其表面质量和性能。
本文将深入探讨铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障的原因及排除措施，以帮助读者更好地理解和解决这些问题。
2. 铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障2.1 腐蚀腐蚀是铝及铝合金硫酸阳极氧化常见的问题之一。
这可能是由于阳极氧化处理中的规范不当导致的，例如处理时间过长或温度过高。
可能存在原材料质量问题，如含有过多的杂质或不纯的硫酸，导致更易腐蚀的氧化层形成。
排除措施：正确控制氧化处理参数，如时间和温度，以确保处理的一致性。
应定期检查硫酸的质量，并确保其纯度。
如果发现腐蚀问题，可以考虑增加氧化电压和降低氟离子浓度，以增加氧化层的密度和耐蚀性。
2.2 颜色不均匀铝及铝合金硫酸阳极氧化处理过程中出现的颜色不均匀也是一个普遍存在的故障。
这可能由于电解液中存在浓度梯度或流速不均匀导致的。
铝材基体的合金成分也可能会影响颜色的均匀性。
排除措施：确保电解液的浓度均匀，可以通过搅拌电解液或增加搅拌装置来实现。
另外，调整电流密度和处理时间，以平衡铝材表面的氧化反应速率，从而避免颜色不均匀问题的发生。
2.3 孔洞和气泡在铝及铝合金硫酸阳极氧化过程中，孔洞和气泡也经常出现。
这可能是由于工艺参数设置错误，如电流密度或处理时间过高，导致氧化层无法均匀形成。
排除措施：调整工艺参数，以确保电流密度适中，并根据铝材的形状和尺寸合理设定处理时间。
使用合适的搅拌设备可以提高电解液的流动性，从而减少气泡和孔洞的产生。
3. 其他问题与个人观点除了上述常见故障，铝及铝合金硫酸阳极氧化过程中可能还会遇到其他问题。
电解槽污染、表面纹理不佳以及氧化层附着力不强等。
针对这些问题，应该结合具体情况进行分析和解决。
关于铝合金阳极氧化故障研究
关于铝合金阳极氧化故障研究作者：常帅来源：《中国科技博览》2018年第28期[摘要]文中笔者根据多年工作经验对铝合金阳极氧化相关技术及故障进行分析，并在最后提出预防氧化故障的措施。
[关键词]铝合金；阳极氧化；故障；中图分类号：S525 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0393-01一、铝合金的阳极氧化相关技术1.铝合金硫酸溶液的阳极氧化技术铝合金的硫酸阳极氧化能够获得的吸附性膜层厚度在0.5微米到20微米之间，通常可以作为一般的防护或者是油漆中的底漆。
硫酸溶液的阳极氧化空隙率为36%，膜的吸附性较强，同时染色较为容易，一般也作为装饰的一部分来使用。
2.铝合金铬酸溶液的阳极氧化技术铝合金的铬酸阳极氧化能够获得的吸附性膜层厚度在2微米到5微米之间。
膜的颜色是可以变化的，通常是灰白色或者深灰色。
一般不作为染色来用。
铬酸的阳极氧化能够有效的保持飞机零件的原有粗糙度。
膜层较软，具有很好的弹性，在应用过程中不会出现较为明显的疲劳强度衰退问题，但是这种膜层的耐磨性没有硫酸阳极氧化产生的膜层好。
3.铝合金硼酸溶液的阳极氧化技术硼酸阳极氧化在性能上除了具有硫酸阳极氧化的优点之外，还具有另外四个优点。
第一个是具有很好的遮盖能力；第二个是具有低浓度的槽液成分；第三个是槽液在处理过程中较为方便；第四个是对于外界环境的污染较小。
因此硼酸阳极氧化技术也被称为环保型的养护技术。
4.铝合金草酸溶液的阳极氧化技术铝合金的草酸阳极氧化能够获得的吸附性膜层厚度在8微米到20微米之间。
这种阳极氧化技术日本或者德国使用的较多，现在我国的应用也较为广泛。
这种阳极氧化技术得到的膜层厚度大，同时还具有高硬度，最主要的是耐磨性能和耐腐蚀性能非常好。
但是由于草酸溶液的氧化膜的颜色会随着外界的变化而变化，因此在使用过程中还是受到了一定的限制。
5.铝合金磷酸溶液的阳极氧化技术磷酸溶液的阳极氧化技术最早是由美国发明的，这种氧化技术就是利用了磷酸的弱酸性特质进行氧化反应，这种技术具有三个显著的特点。
铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法
铝合金阳极氧化常见缺陷及解决方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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铝合金阳极氧化膜封闭及常见问题
铝合金阳极氧化膜的关闭及常有问题1.序言阳极氧化作为铝及铝合金表面应用最为宽泛的一种办理技术，能够显着地改良铝及其合金的耐蚀性能，提升铝及其合金表面硬度和耐磨性．关闭是阳极氧化的一种后办理方法，是提升阳极氧化膜腐化性的必需工艺，同时它还可以够防备染料退色，提升染色膜的耐光性。
本文简要介绍了常用关闭方法及关闭中常有问题。
2．关闭工艺分类阳极氧化的关闭工艺常按不一样方式分类：依据关闭液的成分，关闭温度以及关闭机理。
（1）按成分分类按关闭液构成，有传统的关闭工艺，包含热水（开水）关闭，蒸汽关闭，重铬酸钠或钾盐关闭，硅酸盐关闭，醋酸盐关闭及氟化镍关闭。
新的关闭工艺有：醋酸钴关闭，三价铬盐（硫酸铬或醋酸铬），醋酸铈关闭，醋酸锆关闭，三乙醇胺基关闭，锂或镁盐关闭，高锰酸钾关闭，聚合物关闭，氧化型缓蚀剂关闭（钼酸盐，钒酸盐，钨酸盐，过硼酸盐等）（2）按操作温度分类依据操作温度关闭一般分四类：高温关闭，中温关闭,低温关闭，常温关闭。
蒸汽关闭，热水关闭和重铬酸盐关闭均在高温范围进行，其余的大多在中温范围，如硅酸盐关闭，二价或三价醋酸盐，三乙醇胺基关闭，氧化型缓蚀剂关闭。
采纳特别配方，一些以金属的醋酸盐为基楚的关闭剂能够在低温下进行。
因为节能及能够减少关闭灰，常温关闭正日趋获得普及。
最典型的为氟化镍盐关闭，往常在30度左右进行。
（3）按机理分类按关闭机理可分为：热关闭，物理或化学浸渍，电化学关闭，缓蚀型关闭。
热关闭是在高于80度下将氧化铝转变成波姆铝。
蒸汽关闭，热水关闭以及在中温下进行的金属醋酸盐型关闭都属此类。
重铬酸盐，硅酸盐，氟化镍冷封，聚合物关闭及其余有机关闭都属于化学或物理浸渍，阳极氧化膜的微孔往常被这些关闭成分填塞。
在电化学关闭过程中，有机成分经过电化学反响堆积到微孔中，或在电场作用下，缓蚀性的阴离子迁徙到微孔中。
电泳关闭是这种的一个典型例子。
缓蚀性关闭是指缓蚀剂经过热运动或扩散吸附到阳极氧化膜的微孔中，很多有机缓蚀剂和无机钝化剂能够帮助提升对外面环境的耐蚀性。
铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施
铝合金硬质阳极氧化常见缺陷的原因分析及措施摘要：铝合金硬质阳极氧化可增强零件耐磨性，绝缘性，抗腐蚀能力等。
通过具体实例介绍铝及铝合金硬质阳极氧化日常生产中常见典型缺陷，详细分析了问题产生的原因以及提供解决措施，以便实际生产中加以借鉴。
关键词：铝合金；硬质阳极氧化；膜层缺陷Cause analysis and measures of common defects in hard anodizing of aluminum alloyCHEN Chao( AVIC Xinhang Aviation Industry (Group) CO., LTD, Xinxiang, 453049)Abstract: Hard anodizing of aluminum alloy can improve the wear resistance,insulation and corrosion resistance of parts. The common typical defects in the daily production of hard anodizing of aluminum and aluminum alloys are introduced through the actual examples,and the causes of the problems are analyzed in detail and the measures are provided for reference in actual production.Keywords: aluminum alloys，hard anodizing，coating defects引言铝及铝合金具有比强度高，塑性好，导电，导热性能优异，以及优良的加工性能和耐蚀性能，是广泛应用于各种工业领域，特别是航空、航天工业中的有色金属材料[1]。
阳极氧化工艺出现问题和解决方案
阳极氧化工艺出现问题和解决方案铝不论是天然氧化，电化学氧化，化学氧化，碱性氧化，酸性氧化还是阳极氧化，它的氧化膜的构成成分都是一样的，主要是Al2O3组成。
这层膜的构成，能保护铝基体不被继续氧化腐蚀，不会像铁一般经年后都是铁锈。
我们接着上次介绍的阳极氧化过程中出现的问题。
膜厚不均。
用一根料的膜厚或同一挂料上下的膜厚不同,挂料工件过于密集;阴阳极的面积比不当;槽液上下温差太大。
调整挂料之间、阴阳极之间的距离。
合理布置阴极;加大槽液的循环量。
膜厚不均容易出现染色不均问题，也可以尝试用ht429染色抑制剂均匀染色。
膜硬度下降(软膜)。
阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见，槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够。
降低槽温和加强搅拌膜烧损。
阳极氧化膜局部灾难性的程度不同的浸蚀,或伴有金属溶解，阳极氧化时局部过热,尤其多见于高铜铝合金的金属间化合物大块析出位置。
维持良好搅拌;保持槽液温度;控制电流上升速度,最好采用脉冲电源阳极氧化氧化膜龟裂。
氧化膜发现裂纹(氧化,封孔、大气曝露或弯曲加工以后)，沸水封孔发生由于膨胀产生的应力;由于电流密度太大发生硬质氧化;阳极氧化膜的塑性不够。
对症采取措施;冷封孔之后热水浸泡提高氧化膜的塑性。
另外，沸水封孔容易出现封孔灰，建议使用ht410封孔除灰剂做处理和预防。
氧化膜疏松。
膜的致密性差,疏松容易擦坏，阳极氧化温度高;电流密度大;氧化时间长。
检查工艺参数并照章改正人们利用铝氧化膜的这些特性，开始了对铝合金在实用性和视觉上的追求。
像阳极氧化膜的染色已经应用十分普遍，我们使用的手机（如：iPhone）其各种颜色的外壳很多都是铝合金阳极氧化膜染色而成，而且市场上也有很多这方面知名的生产商，日本的奥野系列，中国的华深染料等。
铝及铝合金硬质阳极化原理介绍及常见问题分析
作者简介：陈庆龙（1985-），男，硕士，工程师，主要研究方向为金属电沉积、金属腐蚀加工。
收稿日期：2023-04-14铝及铝合金硬质阳极化原理介绍及常见问题分析陈庆龙1，余辉2（1.中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，南京2011106；2.航空工业洪都航空集团，南昌330096）摘要：本文详细介绍了硬质阳极化膜的生成过程、膜层的生长原理。
综述了硬质阳极化生产过程中常见的故障，分析了膜层厚度不够、烧蚀、腐蚀斑、返修后光洁度下降、复合镀种漏膜等产生的原因，并提出了预防及改善措施。
关键词：铝合金；硬质阳极化；故障分析；预措施中图分类号：TG146.21，TG178.2文献标识码：A文章编号：1005-4898（2023）05-0064-04doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2023.05.130前言硬质阳极化是一种历史悠久的常见的表面处理方法。
作为一种特殊的阳极化方法，硬质阳极化主要用于提高铝合金的防腐能力和耐磨性，它既适用于一般的铝合金，也可能用于压铸造合金零件产品。
铝合金具有密度小的特点，但表面硬度及耐磨性不够，硬质阳极化正好能够弥补铝合金这一缺陷，它能够有效提高铝合金产品的表面硬度以及耐磨性。
硬质阳极化溶液配方一般以硫酸溶液为基础溶液，同时添加一些其他的辅助药品，如草酸、氨基磺酸等改性成份。
一般情况下，通过控制阳极化温度、硫酸浓度或氧化时间来控制硬质阳极化膜层厚度。
对于硅含量大于8%或铜含量大于5%的变形铝合金产品以及高硅的压铸造铝合金产品，还可以考虑增加一些阳极化的特殊措施[1]。
1硬质阳极化氧化膜的原理介绍1.1硬质阳极化氧化膜的电化学反应一般认为，硬质阳极化膜的生成是两种不同的反应同时进行的结果。
一种反应是电化学反应。
在电解溶液中通电的瞬间，铝合金的表面上立即生成一层A12O 3阻挡膜。
随着阳极化的不断进行，带负电的阴离子迁移到阳极表面失去电子而放电，而金属铝失去3个电子成为A13+，因而两者相结合生成氧化物，同时放出大量的热量，其化学反应式如下：2OH -一2e -→H 2O+O 2-2Al 3++3O 2-→Al 2O 3+Q （1424J/mol ）6OH -+2Al 3+→3H 2O +Al 2O 3+Q另一种是化学反应，即电解液对金属铝和氧化膜都具有溶解作用，且热量越大溶解速度越大。
阳极氧化常见故障分析
杂质
来源
最大允 对阳极氧化膜质 量
含量（g/L）
的影响
排除方法
3、电压： A、电压高，氧化膜生长速度提高，孔隙增多，易染色，硬度和耐
磨性提高。
B、电压低，生成氧化膜的速度慢，膜层较致密。 4、氧化时间：
根据硫酸浓度，溶液温度、电压，膜厚而定，其它条件不变，时间
越长，膜 厚越厚，但达到一定厚度时，膜厚将不会增加（即膜的溶解
速度与生长速度相等）。
5、杂质离子影响： 可能存在的杂质离子：CLˉ、F ˉ、NO3 ˉ、AL3﹢、CN2 ﹢ 、
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，在 外电流作用下，使其表面生成氧化膜的过程称为阳极氧化，又称电 化学氧化。
B.阳极氧化膜的性质（与化学氧化膜相比）：
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；
⑥氧化膜的结合力；
氧化膜的生长过程：
总体上说包含两个方面： 一是膜的生成过程； 二是膜的电化学溶解过程.
A
B
C
AL2O3.H2O
多孔层 阻挡层 铝基体
A.通电瞬间,氧和铝有很大亲和力,铝基材迅速形 成一层致密无孔的阻挡层,其厚度取决于槽电压。 B.由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀，阻挡 层变得凹凸不平，造成电流分布不均匀，凹处 电阻小，电流大，凸处相反。 C.凹处在电场作用下发生电化学溶解以及H2SO4 的化学溶解，凹处逐渐变成孔穴，凸处变成孔 壁，阻挡层向多孔层转移。
铝合金手机外壳阳极氧化原理及常见故障分析
2、氧化膜的生长过程： 总体上说包含两个方面： 一是膜的生成过程； 二是膜的电化学溶解过程.
AL2O3.H2O A
B 多孔层 阻挡层 铝基体
C
A.通电瞬间,氧和铝有很大亲和力,铝基材迅速形成一层致密无孔的 阻挡层,其厚度取决于槽电压。 B.由于氧化铝原子体积大，故发生膨胀，阻挡层变得凹凸不平， 造成电流分布不均匀，凹处电阻小，电流大，凸处相反。 C.凹处在电场作用下发生电化学溶解以及H2SO4的化学溶解，凹
注意事项： 1、硫酸电解液的配制； A.根据槽体的容积和硫酸浓度计算所需硫酸量 B.在槽内加3/4体积纯水,并打风搅拌； C.将硫酸缓缓加入槽内，并补充纯水至规定体 积(注意切勿将水加入硫酸中） D.冷却至工艺条件温度； E.化验室取样分析,OK后即可投入生产
2、硫酸的纯度要求： 最好用试剂，我们通常用CP（化学纯） 硫酸。
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，在 外电流作用下，使其表面生 成氧化膜的过程称为阳极氧 化，又称电化学氧化。
B、阳极氧化膜的性质（与化学氧化 膜相比）： 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； ⑥氧化膜的结合力； ⑦氧化膜的硬度高； ⑧氧化膜的装饰性。
6、Al3+含量： 电解液中Al3+含量控制在0.5~5g/L时,有助于 氧化膜的抗蚀性和耐磨性, Al3+含量在5g/L以下 时，膜层对染色吸附能力下降， Al3+含量在 5~15g/L时，氧化膜吸附能力基本保持稳定， Al3+含量超出15g/L时，氧化膜会出现不规则现 象，且皮膜色泽发黄，膜层性能下降。因此， 为了染色色泽均匀， Al3+含量必须控制在 5~12g/L之间。
铝及铝合金硫酸阳极氧化工艺故障分析与处理
氧化膜染色不均匀故障的预防措施下面结合硫酸阳极氧化过程中出现的膜层染色不均匀现象。
分析这些现象产生的原因并采取有效预防措施。
实际上铝合金氧化膜膜层颜色不均会呈现出多种现象(如前面介绍的一些故障)。
如何保证氧化膜层染色的均匀性，由于铝合金硫酸阳极氧化膜颜色均匀性主要取决于铝合金的成分以及阳极氧化处理工艺条件，如温度、电流密度、夹具、使用水质、工序间的防护等。
要从实际工艺中的微细处着手，才能有效采取措施，获得色泽均匀、性能优良的氧化膜层。
1．选取合适的前处理方法对不同铝合金，如铸造、压延或机械加工成型或经热处理焊接等工序加工的铝合金零件，要根据实际情况选择适宜的前处理方法(包括除油、出光等)。
如浇铸成型的铝合金零件表面，其非机加工表面一般应采用喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。
对含硅量较高的铝合金(铸铝)，应在含5％左右的氢氟酸和硝酸的混合溶液中浸蚀活化，目的是保持良好的活化表面，确保阳极氧化膜层质量。
不同材质的铝合金、裸铝和纯铝零件，或大小规格不同的铝及铝合金零件，一般不宜在同槽进行氧化处理。
2．选用合适的工装夹具装挂夹具材料必须确保导电良好，一般选用规格较高的纯铝丝或铝筋，要保证有一定弹性和强度。
并根据需要确定是否需要进行热处理。
已使用过的专用或通用工夹具如阳极氧化处理时再次使用，须退除其表面氧化膜层，确保良好接触。
工夹具既要保证足够导电接触面积，又要尽量减小夹具印痕，同时还要保证氧化过程中气体的顺利排出，避免某些氧化部位形成气囊，造成氧化膜层太薄或没有氧化膜层。
3．严格控制阳极化过程的溶液温度从阳极氧化的成膜过程知道，随着阳极氧化温度的升高，膜层的颜色逐渐变深，膜层的厚度也逐渐变薄，主要原因是阳极氧化膜有绝缘性，当氧化膜形成后相应加大了电阻。
这些电阻通电后，产生电压降。
这样会使大量的电能转变成热能，使氧化溶液温度的升高，加速了对膜层的溶解。
氧化溶液温度愈高，溶解作用愈强，因此随着氧化溶液温度的升高膜层的厚度会逐渐变薄。
阳极氧化常见故障分析
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
用耐酸泵抽入硫酸脱脂槽内二次利用。降低氧化槽内 的铝含量也可用硫酸回收设备。
B、槽液液面上的漂浮物和油 污应及时清除，脱落在槽 液中的铝工件和杂物应及 时捞起。
C、氧化槽液沉淀物较少，一般只需一年倒槽清底一 次，
此时应刷洗或更换阴极板。
(三)氧化膜的影响因素：
1.硫酸浓度 当其他条件不变时，提高硫酸浓度，氧化膜的生长速度减慢，这 是由于生长中的氧化膜在较浓的硫酸溶液中溶解速度加快的结果。 若硫酸浓度太低，导电性下降，其氧化时间就要延长；硫酸的浓 度升高，有利於多孔膜的生成，该膜的弹性好，吸附力强；易获 得防护装饰性氧化膜，硫酸浓度多利用上限，即20%的H2SO4，
量超出15g/L时，氧化膜会出现不规则现象，且皮膜色泽发黄，
膜层性能下降。因此，为了染色色泽均匀， Al3+含量必须控制 在5~12g/L之间。
7、电流密度： 电流密度越大，膜较硬，耐磨性好，但电流 密度过高，则会因焦耳热影响，使膜层溶解作用增 加，电流密度过高，膜层氧化时间过长，膜疏松， 硬度降低，对于需染色或电解着色的氧化膜，电流
注：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，易进行封孔或着色处理，更加提高其抗蚀性和 外观。阳极氧化膜层一般3-15um，铝合金硫酸阳极氧化工艺操作
手机外壳阳极氧化工艺原理与常见故障分析
三、硫酸阳极氧化： (一)特性：
与草酸、铬酸相比、具有以下特点；
1、溶液稳定； 2、允许杂质含量范围大； 3、电能消耗少； 4、操作方便； 5、成本低； 6、要求温度低，须冷冻.
（二）工艺参数及操作条件： H2SO4：10%-20% 160-200g/L AL 3+：3-15g/L
B、槽液液面上的漂浮物和油 污应及时清除，脱落在槽 液中的铝工件和杂物应及 时捞起。
C、氧化槽液沉淀物较少，一 般只需一年倒槽清底一 次，
此时应刷洗或更换阴极板。
(三)氧化膜的影响因素：
①硫酸浓度：
当其他条件不变时，提高硫酸浓度，氧化膜的生长速度减 慢，这是由于生长中的氧化膜在较浓的硫酸溶液中溶解速 度加快的结果。若硫酸浓度太低，导电性下降，其氧化时 间就要延长；硫酸的浓度升高，有利於多孔膜的生成，该 膜的弹性好，吸附力强；易获得防护装饰性氧化膜，硫酸 浓度多利用上限，即20%的H2SO4，为了获得硬而厚的耐 磨氧化膜，应选用较稀的硫酸溶液，通常利用10%-15% 的H2SO4。
3.进一步阳极氧化，溶液对膜的浸蚀变得不均匀； 4.形成的空洞之间存在发展竞争。这种发展有“自催化”作用； 5.发展较快的空洞(主空洞)在向膜深处和横向发展 6.主空洞继续沿纵向和横向发展，相邻主空洞之间互相靠近，主空洞之间的
小空洞停止生长；
7.空洞停止横向发展，仅沿纵向深入，孔径固定。此时，空洞的产生及发展
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， 在外电流作用下，使其表面 生成氧化膜的过程称为阳极 氧化，又称电化学氧化。
B、阳极氧化膜的性质（与化学氧 化膜相比）： 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； ⑥氧化膜的结合力； ⑦氧化膜的硬度高； ⑧氧化膜的装饰性。
铝合金手机外壳阳极氧化不良原因分析
导电接触不良：
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
导电接触面：
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。
清洗水腐蚀(又称雪花状腐蚀)：
当工件在碱洗 ,化学抛光 ,或硫酸除灰 后 ,水洗有时会 出现星形或辐射状斑点 ,腐蚀 深度很浅 ,清洗水污染 严重或溢流水洗的流 速低时易出现这种腐蚀 ,由于其 外观类似于 雪花形结晶 ,故又称雪花状腐蚀。其原因
氯化物腐蚀：
硫酸阳极氧化槽液中存在少量氯化物也 容易导致点蚀 ,其外观 特征是深的星形黑点 , 在工件边角位置或其它高电流密度区域 更为 密集。点蚀位置处没有阳极氧化膜 ,其余“正 常” 区域的 膜厚也低于预期膜厚值。自来水 中含盐量高是槽液中 Cl - 污染
三 氧化膜疏松粉化。
温度过高无冷却装置：
这一类故障多发生在夏季，尤其是没有冷却装置的硫 酸阳极化槽，往往处理1-2槽零件后，疏松粉化现象 就会出现，明显地影响氧化膜的质量。
电压高电解液温度过高：
由于铝合金阳极氧化膜电阻很大，在阳极氧化工艺过 程中会产生大量焦耳热，槽电压越高产生热量越大，
Hale Waihona Puke 从而导致电解液温度不断上升。所以在阳极氧化过程
中，必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一 定范围。一般情况下，温度应控制在13～26℃，氧 化膜质量较佳。若电解液温度超过30℃，氧化膜会产 生疏松粉化，膜层质量低劣，严重时发生“烧焦”现 象。另外，当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必 须予以限制，因为阳极电流密度过高，温升剧烈，氧 化膜也易疏松呈粉状或砂粒状
阳极氧化工艺中常出现的问题
阳极氧化工艺中常出现的问题
铝表面的阳极氧化工艺，能给铝基体覆盖一层致密的氧化膜，该膜可以增加铝的抗腐蚀性，耐磨性和抗uv等能力，极大的保护了铝材。
但是在阳极氧化的过程中，往往也会出现很多问题。
铝盐沉淀。
阳极氧化膜上有白色沉淀物，硫酸氧化槽液中氯离子高或铝盐饱和而沉淀析出。
需要控制铝离子含量，最好低于20g/L
膜剥离。
阳极氧化膜发生脱膜，阳极氧化过程曾发生突然中止。
检查氧化程序,排除故障
膜发绿。
镍盐封孔(含使用ht200常温封孔剂之类的冷封孔)后阳极氧化膜呈浅绿色,有时候经过大气曝露才显露，微孔中吸收镍太多;封孔槽液镍离子过高或pH值过高。
调整封孔槽液的镍离子和pH值。
现在也有很多厂家使用ht230无镍常温封孔剂进行冷封孔，封孔效果也很好。
膜泛黄。
阳极氧化膜带黄色,致使着色的色调变化，电解液或合金中铁硅等杂质掺入氧化膜中;阳极氧化温度低或电流密度高。
电解液或合金中铁硅等杂质掺入氧化膜中;阳极氧化温度低或电流密度高
膜厚不足。
未得到预计的膜厚，挂料面积计算有误;电接触不良;恒电压阳极氧化。
改为恒电流阳极氧化;核对挂料面积;检查电接触
膜硬度下降(软膜)。
阳极氧化膜的硬度或耐磨性下降,硬质阳极氧化更为多见。
槽液温度或硫酸浓度高;槽液的循环或搅拌不够。
降低槽温和加强搅拌
阳极氧化膜的优劣直接关乎产品质量，不论后续是染色还是直接
封孔或者有其他用途，氧化膜的质量太差都会引起一系列的连锁反应。
所以，阳极氧化处理是不可忽视的一个环节。
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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。
(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酸阳极化槽，往往处理1-2槽零件后，疏松粉化现象就会出现，明显地影响氧化膜的质量。
由于铝合金阳极氧化膜电阻很大，在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热，槽电压越高产生热量越大，从而导致电解液温度不断上升。
所以在阳极氧化过程中，必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围。
一般情况下，温度应控制在13～26℃，氧化膜质量较佳。
若电解液温度超过30℃，氧化膜会产生疏松粉化，膜层质量低劣，严重时发生“烧焦”现象。
另外，当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必须予以限制，因为阳极电流密度过高，温升剧烈，氧化膜也易疏松呈粉状或砂粒状，对氧化膜质量十分不利。
(4) 偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光，有时产生点状腐蚀，严重时黑色
点状腐蚀显著，导致零件报废，引起较大损失。
这类故障往往是偶然发生并有特殊原因造成的。
在铝合金阳极氧化过程中，中途断电又重新给电，往往会使氧化膜暗淡无光，而中途停电零件在清洗槽停留过久，清洗水槽酸度过高，水质不净，含悬浮物、泥砂等较多，往往会使铝合金制件发生电化学腐蚀，发生点状腐蚀黑斑等。
有时向电解液中添加自来水，水经漂白粉处理且Cl-含量超标或有时盛装过HCl 的容器未经彻底清洗又盛装硫酸，都会使阳极氧化电解液中混人超量的Cl-，从而导致铝合
金零件阳极氧化产生点状腐蚀使产品报废等。
2 预防故障的措施
铝合金硫酸阳极氧化氧化膜质量好坏，抗蚀防护性能的优劣主要取决于铝合金的成分，膜层厚度以及阳极氧化处理工艺条件，如温度、电流密度、使用水质及阳极氧化后的填充封闭工艺等。
要减少或避免阳极氧化故障提高产品质量要从微细处着手，采取有效措施。
(1) 对不同的铝合金，如铸造成型、压延成型或机械加工成型或经热处理焊接等工序，要根据实际情况选择适宜的前处理方法。
比如，浇铸成型的铝合金表面，其非机加工表面一般应采用喷砂或喷丸除净其原始氧化膜、粘砂等。
对硅含量较高的铝合金(尤其是铸铝)应经过含有5%左右氢氟酸的硝酸混合酸溶液浸蚀活化，才能有效地保持良好的活化表面，确保氧化膜质量。
不同材质的铝合金，裸铝和纯零件或大小规格不同的铝和铝合金零件，一般不
宜同槽氧化处理。
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对于搭接、点焊或铆接的铝合金组合件，对于在阳极氧化过程中易形成气袋不易排除的铝合金制件，从质量考虑，一般不允许采用硫酸阳极氧化工艺。
(2) 装挂夹具材料必须确保导电良好，一般选用硬铝合金棒，板材要保证有一定弹性和强度。
拉钩宜选用铜或铜合金材料。
已使用过的专用或通用工夹具如阳极氧化处理时再次使用，必须彻底退除其表面氧化膜，确保良好接触。
工夹具既要保证足够导电接触面积，又要尽量减少夹具印痕。
如果接触面太小，会导致烧损熔蚀阳极氧化零件。
(3) 硫酸阳极氧化溶液的温度必须严格控制，最佳温度范围是15～25℃。
硫酸阳极氧化工艺过程中需采用压缩空气搅拌，并应配备制冷装置。
在无制冷装置的情况下，在硫酸电解液中加入1.5%～2.0%的丙三酸或草酸、乳酸等羧酸，可以使阳极氧化溶液温度范围超过35℃而避免或减少氧化膜的疏松或粉化。
—些工艺试验和生产实践已证实，在硫酸阳极氧化电解液中加入适量羧酸或丙三醇可有效减少反应热效应的不良影响，可以在不降低氧化膜厚度和硬度的条件下提高阳极氧化电解液的温度允许上限，在保证质量的前提下，提高生产效率。
另外，控制温度恒定的条件下，也要注意有效控制阳极电流密度，才能更好地保证氧化
膜质量。
(4) 硫酸阳极氧化电解液所使用的水质及电解液中的有害杂质必须严格控制。
配制硫酸阳极氧化溶液不宜用自来水，尤其不能用浑浊的含Ca2+，Mg2+，SiO32-及Cl-含量高的自来水。
一般情况下，水中Cl-浓度达25mg/L时就会对铝合金的阳极氧化处理产生有害影响。
Cl-(包括其它卤族元素)可破坏氧化膜生成，甚至根本形不成氧化膜。
硫酸阳极氧化应选用软化水、去离子水或蒸馏水，电解液中的Ccl-≤15mg/L，总矿物质≤50mg/L。
硫酸溶液在阳极氧化工艺过程中，会产生油污泡沫及悬浮杂质，应定期排除。
硫酸阳板氧化溶液中常见的其他有害杂质还有Cu2+，Fe3+，Al3+等。
如果杂质含量超过允许含量，会产生有害影响，可部分或全部更换硫酸溶液，才能有效保证铝合金硫酸阳极氧化质量。
铝合金硫酸阳极氧化处理是广泛应用且成熟的抗蚀防护装饰处理工艺，只要严格执行工艺条件，认真操作，硫酸阳极氧化氧化膜质量是完全可以保证的。