铝合金的氧化处理
铝合金阳极氧化及其表面处理
铝合金阳极氧化及其表面处理铝合金阳极氧化是铝合金材料常用的一种表面处理方法，它主要是通过利用阳极电位差，使氧原子和钙原子氧化成氧化物薄膜形成在铝合金表面，从而提供铝合金表面的耐腐蚀性能和外观美观度，使表面更具有耐磨性和防气孔能力。
当铝合金表面处理需要抗腐蚀、耐磨、抗气孔等性能时，阳极氧化可以满足要求。
铝合金阳极氧化的原理是利用分子氧的氧化还原反应，利用阳极电位差，氧原子和钙原子氧化成薄膜，形成在铝合金表面，起到保护作用。
所形成的氧化膜是稳定的，具有很强的抗腐蚀性和抗气孔性。
同时，铝合金阳极氧化的过程中，可以调整氧化膜厚度，改善表面光洁度和粗糙度，以满足表面性能要求。
铝合金阳极氧化工艺有多种，其中包括化学阳极氧化法、静电阳极氧化法和磁控溅射阳极氧化法等。
化学阳极氧化法是一种常用的阳极氧化处理方法，该方法主要是利用氧化剂和反应物的反应，使反应物在反应过程中形成自身的氧化膜，从而达到改善铝合金表面性能的目的。
但由于此方法操作过程复杂，需要在反应过程中控制反应条件，因此很少有工厂采用这种方法。
静电阳极氧化法是一种常用的处理技术，使用此方法可以在铝合金表面形成厚度比化学阳极氧化法薄的氧化膜，具有较高的耐磨性。
此外，由于反应速率相对较快，因此可以使用更低的温度来达到相同的效果。
磁控溅射阳极氧化法属于活性氧化方法，它是利用高速离子将氧化剂撞击在铝合金表面，氧化剂受到撞击时会被迅速氧化，从而形成一种厚度较薄的氧化膜，膜具有良好的抗冲击性和耐磨性，而且可以在普通条件下实现镀锌层效果，也可以改善表面摩擦性能。
除了铝合金阳极氧化之外，表面处理还可以采用其他技术，如络石抛光、热处理、激光处理、化学镀层和电镀等。
络石抛光，主要是利用磨削作用，在金属表面形成一定厚度的高光洁层，从而使金属表面更加平滑，并具有耐水性、耐酸碱性和耐腐蚀性。
热处理，是在一定温度、时间条件下，将金属表面热处理后，可以改变金属表面的光洁度、粗糙度和耐磨性，提高金属表面的耐腐蚀性和强度。
铝合金氧化颜色
铝合金氧化颜色
铝合金在氧化时会呈现不同的颜色，这是由于氧化铝膜的厚度和反射光谱的变化所致。
一般情况下，氧化铝膜的颜色会随着膜的厚度变化而变化。
以下是常见的铝合金氧化后的颜色：
1.自然氧化膜：当铝合金暴露在空气中时，会自然形成一个氧
化铝膜。
这种膜的颜色通常为灰白色或淡黄色。
2.硫酸阳极氧化后：通过将铝材浸泡在硫酸溶液中施加电压，
可以形成一层硫酸阳极氧化膜。
这种膜的颜色可以根据氧化时间和工艺参数进行调控，常见的颜色包括黑色、金黄色、红色、蓝色等。
3.硫酸氧化染色后：在硫酸阳极氧化膜的基础上，通过染料浸
泡和热处理，可以使氧化膜中渗入一些颜料颜色，从而实现更多颜色的选择。
需要注意的是，铝合金氧化颜色的稳定性和持久性与氧化膜的质量和环境条件有关。
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。
铝合金表面氧化处理工艺
铝合金表面氧化处理工艺嘿，朋友们！今天咱来聊聊铝合金表面氧化处理工艺，这可真是个有意思的事儿呢！你想想看，那铝合金啊，就像是我们生活中的小助手，到处都有它的身影。
门窗啦、厨具啦、电子产品外壳啦等等。
可要是没有经过表面氧化处理，它们可就没那么耐用和好看咯！这表面氧化处理就好比是给铝合金穿上一件坚固又漂亮的外衣。
它能让铝合金变得更耐腐蚀，就像给它打了一层保护罩，能抵御各种恶劣环境的侵蚀呢。
那这神奇的工艺是怎么做到的呢？其实啊，就跟我们化妆差不多。
首先呢，得把铝合金的表面清理得干干净净的，不能有一点灰尘和杂质，不然这“妆”可就花啦。
然后呢，把它放进专门的溶液里，让它在里面好好地“泡个澡”，这个过程就像是给它做个深度滋养。
等它从溶液里出来的时候，哇哦，表面就有了一层薄薄的氧化膜。
这氧化膜可重要了，它就像是铝合金的超级英雄披风，让它变得更强大。
它能让铝合金的颜色更鲜艳、更持久，而且还能增加它的硬度和耐磨性呢。
你说这是不是很神奇？就好像变魔术一样，把普通的铝合金变得闪闪发光。
而且啊，这工艺还有不同的方法呢，就像我们有不同风格的衣服一样。
比如有阳极氧化，这种就像是给铝合金穿上了一件华丽的礼服，特别耀眼；还有化学氧化，这就比较低调啦，像是一件朴素但实用的外套。
咱再想想，要是没有这表面氧化处理工艺，那些铝合金制品用不了多久就会变得破破烂烂的，那多难看呀！这工艺简直就是铝合金的救星呢。
你看那些漂亮的铝合金门窗，在阳光下闪闪发光，这可都是表面氧化处理的功劳呀。
还有那些精致的电子产品，要是没有这层保护，可能用不了几次就坏了呢。
所以啊，朋友们，可别小看了这铝合金表面氧化处理工艺哦。
它就像是一个默默无闻的英雄，在背后守护着我们的生活呢！让我们的生活变得更加美好和便利。
怎么样，是不是觉得很有趣呀？下次再看到铝合金制品的时候，你就可以跟别人讲讲这背后的故事啦！。
铝合金表面处理
铝合金表面处理铝合金表面处理是一种常见的工艺，用于增强铝合金制品的表面性能，提高其耐腐蚀性、耐磨性和装饰性。
在铝合金表面处理过程中，常见的方法包括阳极氧化、电镀、喷涂等。
下面将详细介绍这些方法及其应用。
1. 阳极氧化：阳极氧化是一种常用的铝合金表面处理方法，通过在铝合金表面形成氧化膜来提高其耐腐蚀性和硬度。
具体步骤如下：（1）清洗：将铝合金制品浸泡在碱性溶液中，去除表面的油污和杂质。
（2）酸洗：将铝合金制品浸泡在酸性溶液中，去除表面的氧化层和金属杂质。
（3）阳极处理：将铝合金制品作为阳极，放入电解槽中，通过电解反应在表面形成氧化膜。
（4）封孔：将氧化膜中的微孔封闭，提高其耐腐蚀性。
2. 电镀：电镀是一种在铝合金表面镀上一层金属或合金的方法，以提高其外观和耐腐蚀性。
常见的电镀方法有镀铬、镀镍、镀铜等。
具体步骤如下：（1）清洗：将铝合金制品浸泡在碱性溶液中，去除表面的油污和杂质。
（2）酸洗：将铝合金制品浸泡在酸性溶液中，去除表面的氧化层和金属杂质。
（3）电镀：将铝合金制品作为阴极，放入电解槽中，通过电解反应在表面镀上金属或合金。
（4）抛光：对电镀后的表面进行抛光处理，提高其光洁度和外观。
3. 喷涂：喷涂是一种将涂料喷洒到铝合金表面的方法，以增加其装饰性和保护性。
常见的喷涂方法有喷漆、喷粉、喷塑等。
具体步骤如下：（1）清洗：将铝合金制品浸泡在碱性溶液中，去除表面的油污和杂质。
（2）喷涂底漆：在铝合金表面喷涂一层底漆，增强涂层的附着力和耐腐蚀性。
（3）喷涂面漆：在底漆干燥后，喷涂一层面漆，增加铝合金制品的装饰性和保护性。
（4）固化：将喷涂后的铝合金制品放入烘箱中，使涂层固化。
铝合金表面处理的选择取决于具体的应用需求和预期效果。
阳极氧化适用于要求耐腐蚀性和硬度的铝合金制品，如航空航天器件、汽车零部件等。
电镀适用于要求外观和耐腐蚀性的铝合金制品，如家居用品、装饰品等。
喷涂适用于要求装饰性和保护性的铝合金制品，如建筑材料、家电外壳等。
铝的阳极氧化处理
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酸类电离常数形成电压基膜颜色硫酸2×10-2（第二次电离的H+）12-20 透明、无色铬酸30-40 不透明、带白色磺基水杨酸40-70 透明带灰色氨基磺酸30-40 带灰色磷酸 1.1×10-2（第一次）7.5×10-8（第二次）4.8×10-13（第三次）30-40 透明带白色焦磷酸 1.4×10-1（第一次）1.1×10-2（第二次）2.9×10-7（第三次）3.6×10-4（第四次）70-100 带白色磷钼酸100以上阻挡层硼酸 6.4×10-10 0-600 阻挡层草酸 6.5×10-2（第一次）6.1×10-5（第二次）40-60 带黄色丙二酸 1.61×10-3（第一次）2.1×10-6（第二次）80-110 带褐色丁二酸 6.6×10-5（第一次）2.8×10-6（第二次）120以上白色到黄色顺式丁烯二酸 1.5×10-5（第一次）2.6×10-7（第二次）150-225 灰黄色柠檬酸8.4×10-1（第一次）1.8×10-5（第二次）4.0×10-6（第三次）120以上黄褐色酒石酸 1.1×10-3（第一次）6.9×10-5（第二次）120以上黄褐色苯二酸 1.26×10-3（第一次）3.1×10-6（第二次）100以上阻挡层亚甲基丁二酸麻蚀，40 干涉膜乙醇酸（羟基醋酸） 1.54×10-4 麻蚀苹果酸（羟基丁二酸）4×10-4（第一次）9×10-6（第二次）麻蚀，40 干涉膜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。
铝合金氧化工艺
铝合金氧化工艺
铝合金氧化工艺：
1、确定目标表面系：铝合金表面可以有很多不同的表面系，从镜面一
直到粗糙的表面系。
确定最终的表面系需要考虑到表面的美观以及应
用需求，这将直接影响氧化工艺的设计。
2、氧化前的处理：针对铝合金的表面粗糙，一般需要进行化学清洗或
震动抛光来改善表面质量，这一步可以有效提高氧化后的产品表面精度。
3、氧化工艺设计：根据铝合金表面系所需要获得的要求，确定氧化溶
液成分、温度、浓度、作用时间等，并找到能够在最短时间内达到目
标颜色并获得长效保护的温度梯度。
4、氧化操作：根据已确定的氧化工艺，对铝合金进行氧化处理，但需
要预留足够的时间通过检查获得理想的氧化效果。
5、氧化后的表面处理：根据铝合金表面系的要求，进行抛光着色处理，以便获得最好的审美效果并防止表面老化。
6、性能测试：在氧化工艺完成后，进行性能测试，对于表面粗糙度、
亮度、抗腐蚀性能等做出详细评估，确保氧化产品的颜色和性能达到设计要求。
铝合金氧化发黑处理
铝合金氧化发黑处理铝合金是一种广泛应用于建筑、汽车、电子等领域的材料，它具有良好的强度、耐腐蚀性和轻质等特点。
然而，在长期使用中，铝合金表面会出现氧化发黑的现象，影响了其美观度和使用寿命。
因此，铝合金氧化发黑处理成为了一个热门话题。
本文将从铝合金氧化发黑的原因、处理方法以及应用前景等方面进行探讨。
一、铝合金氧化发黑的原因铝合金氧化发黑是由于铝表面氧化膜的厚度和结构不均匀所致。
当铝合金表面暴露在空气中时，会与氧气反应生成一层氧化膜，这层氧化膜可以保护铝合金表面不被进一步氧化。
然而，如果氧化膜的厚度不均匀或者在表面存在微小的缺陷，就会导致氧化发黑的现象。
另外，铝合金在使用过程中也会受到化学物质的腐蚀，进一步加速了氧化发黑的速度。
例如，铝合金在含有氯离子的环境中容易发生腐蚀，导致铝表面氧化膜的破坏。
二、铝合金氧化发黑的处理方法1.机械处理法机械处理法是将铝合金表面的氧化膜去除，然后再进行抛光处理。
这种方法虽然简单，但是会损伤铝合金表面的结构，影响其强度和耐腐蚀性。
因此，机械处理法不适用于要求高强度和耐腐蚀性的铝合金。
2.化学处理法化学处理法是利用化学物质将铝合金表面的氧化膜去除，然后再进行后续处理。
常用的化学处理方法包括酸洗、碱洗和电化学氧化等。
其中，电化学氧化是一种较为常用的方法，它可以在铝合金表面形成一层均匀、致密的氧化膜，提高铝合金表面的耐腐蚀性和美观度。
3.物理处理法物理处理法是利用物理手段将铝合金表面的氧化膜去除，例如喷砂、喷丸和激光清洗等。
这种方法可以保持铝合金表面的结构完整性，但是会造成铝合金表面的粗糙度增加，影响其美观度。
三、铝合金氧化发黑处理的应用前景铝合金氧化发黑处理在建筑、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。
例如，在建筑领域，铝合金幕墙和阳光房等需要经常进行氧化发黑处理，以保持其美观度和耐腐蚀性。
在汽车领域，铝合金车身和轮毂等也需要进行氧化发黑处理，以提高其强度和耐腐蚀性。
在电子领域，铝合金外壳和散热器等也需要进行氧化发黑处理，以保护电子元器件不受外界环境的影响。
铝合金氧化处理方法
铝合金氧化处理方法
铝合金氧化处理方法有以下几种常用方法：
1. 电化学阳极氧化（电泳）：将铝合金制件作为阳极，在电解质中进行氧化处理。
通常使用硫酸、硫酸铜或磷酸作为电解质，通过控制电流和电压来控制氧化层的厚度和颜色。
2. 硫酸阳极氧化：将铝合金制件浸泡在硫酸溶液中，在一定温度和浓度条件下进行氧化处理。
该方法可产生均匀、致密的氧化膜，具有较好的耐腐蚀性和装饰效果。
3. 硫酸铬阳极氧化：将铝合金制件浸泡在硫酸铬溶液中，在一定电压和温度条件下进行氧化处理。
该方法可以形成硬度较高的氧化膜，具有优异的耐磨损性和耐腐蚀性。
4. 自然氧化：将铝合金制件暴露在空气中，自然与氧气反应形成氧化膜。
这种方法相对简单，但氧化层的厚度和颜色不易控制。
以上是常用的铝合金氧化处理方法，具体选择哪种方法取决于需要达到的氧化层性能和装饰效果。
铝合金阳极氧化封闭处理
铝合金阳极氧化封闭处理
铝合金阳极氧化封闭处理是一种常用的表面处理工艺，通过在铝合金表面形成氧化膜来提高其抗腐蚀性能和硬度。
封闭处理是在氧化膜形成后，将其孔隙部分填充或转化为无孔隙的物质，以达到进一步提高抗腐蚀性能和硬度的目的。
封闭处理有多种方法，其中最常见的是热封闭和冷封闭。
热封闭是将铝合金在高温下进行加热处理，使得氧化膜中的孔隙部分转化为氧化铝，从而减少孔隙数量。
冷封闭是将铝合金浸入封闭处理溶液中进行化学处理，溶液中的化学物质会填充氧化膜的孔隙，形成密封的保护层。
封闭处理可以改善铝合金的耐腐蚀性，使其对一些腐蚀性环境有更好的耐受性。
此外，封闭处理还可以增加铝合金的硬度，提高其耐磨性和耐磨损性能。
总之，铝合金阳极氧化封闭处理是一种常用的表面处理工艺，通过填充氧化膜的孔隙或转化为无孔隙的物质，以进一步提高铝合金的抗腐蚀性能和硬度。
铝合金表面氧化
铝表面阳极氧化处理方法一、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。
(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、（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。
（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。
1铝与铝合金的氧化处理
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一装饰性膜层．1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，以达到防护一装饰的目的。
经化学氧化杜理获得的氧化膜，厚度一般为0.3～4um，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。
、经阳极氧化处理获得的氧化膜，厚度一般在5-20v m，硬质阳极氧化膜厚度可达60- 2500m．其膜层还具有似下特性：，（I）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工艺条件有关．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15001C左右，而纯铝只能耐660℃．好综上所述，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一装饰等特性．因此，被广泛应用于航空、电气、电子、机械制造和轻工工业等方面。
铝及铝合金氧化处理(2)
铝及其合金的氧化处理铝及其合金的氧化处理有化学氧化与电化学氧化两种，化学氧化得到的氧化膜薄，质软不耐磨，抗蚀性差，一般不单独使用，要作为油漆的良好底层。
电化学氧化处理可得到较厚的硬度高的氧化膜，耐热性、绝缘性和抗腐蚀性均好于化学氧化膜，还可染色。
化学氧化处理酸性化学氧化配方组分用量组分 g/L85%H3PO4 50～60ml/L (NH4)2HPO4 2～2.5CrO3 20～25g/L H3BO3 1～1.2NH4HF2 3～3.5g/L温度为30～36℃；时间为3～6min。
说明无色至红绿色，3～4μm，氧化后零件尺寸无变化，适用于各种铝及铝合金。
配方2组分 g/L 组分 g/L85%H3PO4 45 NaF 3CrO3 6温度为20～35℃；时间为10～15min。
说明膜薄、韧性好，抗蚀能力较强，氧化后不需封闭处理，适用于氧化后需要变形的铝及其合金。
碱性化学氧化配方组分 g/L 组分 g/LNa2CO3 50 NaOH 2～2.5Na2CrO3 15温度为80～100℃；时间为10～20min。
说明膜钝化后为金黄色厚度0.5～1适用于铝、铝镁、铝锰合金的氧化，可做油漆底层。
化学氧化后填充处理酸性氧化后处理配方K2Cr2O730～50g/L；温度为90～95℃；时间为5～10min。
说明烘烤温度不高于70℃，适用于酸性氧化pH值=6～6.7。
碱性氧化后钝化处理配方温度为室温；时间为5～15s。
说明烘烤温度不高于50℃。
硫酸阳极氧化直流电氧化配方98%H2SO4 180～200g/L；温度为15～26℃；阳极电流密度为0.8～1.5A/dm2；电压为13～22V；时间为20～40min；阴极材料为铝板。
说明用于铝及铝合金防护氧化。
交流电阳极氧化配方98%H2SO4 130～150g/L；温度为13～26℃；氧化时间为40～50min；电压为18～28V；电流密度为1.5～2.0A/dm2。
加添加剂的硫酸阳极氧化配方组分 g/L 组分 g/L98%H2SO4 150～200 H2C2O4·2H2O 5～6温度为15～25℃；电压为18～24V；电流密度为0.8～1A/dm2。
铝合金氧化
铝合金氧化脱脂、水洗、碱蚀、水洗、中和、水洗和阳极氧化是铝材表面处理的基本步骤。
在酸性脱脂剂下，处理时间为3-5分钟，温度为常温。
平光处理需要1-2分钟，亚光处理需要3-5分钟，喷砂处理需要4-6分钟，起砂处理需要20-45分钟，温度为45-50℃。
碱蚀时，用氢氧化钠（NaOH）作为原料，用量为XXX。
硫酸（H2SO4）用于水洗，用量为170-210g/L，时间为2-5分钟，温度为常温。
在阳极氧化过程中，硫酸（H2SO4）用量为160-190g/L，温度为20±1℃，电流密度为130-150A/m2.氧化电流和氧化时间的计算公式为：氧化电流=外周长X料长X支数X电流密度，氧化时间=膜厚/（0.0029X电流密度）。
PH值为5.6-7的氨水冰乙酸可用于常温、中温和高温的氧化处理，处理时间计算公式为：中温时间氧化=膜厚X1.2min，高温时间氧化=膜厚X3 min。
着色工艺的参数包括颜色、电压和时间，不同颜色的着色电压和时间不同。
完成着色后，需要进行水洗、封孔、电泳、固化和沥干等步骤。
固化的温度为180-185℃，时间为30-40min。
电泳电压和颜色之间的关系如下：砂电白为120V，电白为115V，电刚为110V，电香、电古和电金为100-85V，电黑为75-80V。
在阳极氧化过程中，酸浓度、硫酸浓度和铝离子浓度等因素会影响氧化膜的品质。
控制电流密度的范围在0.8-1.5A/d㎡之间，过高会影响着色均匀性，过低则会导致氧化膜不足。
1.3A/d㎡的电流密度比1.5A/d㎡大，孔径大时封孔困难；小于0.7A/d㎡时生产力低。
因此，在氧化型材时应控制电流密度在适当范围内，一般以18V为宜。
电压高的阻挡层厚而耐蚀，但孔隙率低，着色性能差。
若电流也升高，将导致氧化疏松或烧焦粉化。
因此，氧化型材时应控制电压在适当范围内，一般以18V为宜。
温度对氧化膜结构、孔径和厚度影响最大，氧化膜生成时产生生成热。
铝合金硬质氧化有几种方法
铝合金硬质氧化分为化学氧化和电化学氧化（俗称阳极氧化）两大类。
用于装饰的目的往往需进行着色处理，着色的方法有化学着色和电解着色之分。
铝合金硬质氧化之化学氧化处理所获得的膜层比较薄，一般厚度为0．5μm——4μm，质软不耐磨，抗蚀能力低于阳极氧化膜，一般不宜单独使用。
由于化学氧化膜吸附能力较好，主要作用油漆的底层。
阳极氧化的氧化膜厚度约为5——20微米（硬质阳极氧化膜厚度可达60——200微米），拥有较高硬度，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。
化学氧化处理所需设备简单、操作方便，生产效率高而成本低，适用范围广，不受零件大小和形状的限制，可以氧化大型零件和组合件(如点焊件、铆接件、细长管子等)。
经化学氧化后涂装，可有效地提高零件的耐蚀能力。
铝合金硬质氧化之铝阳极氧化膜综合性能优于化学氧化膜，应用更为广泛，主要用途有：（1）防护性。
提高零件的耐磨、耐蚀、耐气候腐蚀。
（2）装饰性。
制成本色光亮膜，看成彩色膜。
（3）绝缘性。
作为电容器介质膜，铝线卷绝缘膜，每微米厚度可耐25V电压。
（4）提高与有机涂层的结合力，作涂装底层。
（5）提高与无机覆盖层的结合力，作电镀、搪瓷的底层。
（6）开发中的其他功能用途，在多孔膜中沉积磁性合金作记忆元件、太阳能吸收板、超高硬质膜、干润滑膜、触媒膜等。
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。
铝及铝合金的氧化处理1
7)搅拌和移动阳极 在阳极氧化过程中产生大量的生成热和焦 耳热会导致氧化膜质量下降．因此，必须 采取措施将热量排除．在生产中通常用蛇 形管通冷却剂冷却电解液或以阳极移动和 空气搅拌的方法，加速热量的扩散，以防 止局部过热． 8）电解液混浊度 阳极氧化时，电解液的混浊度对氧化膜表 面光亮度影响极大．混浊物来源于铝制件 前处理不良和清洗水质不净，或由于阴阳 极反应剧烈与溶液的对流作用使杂质不易 沉淀于缸底。
（二）阳极氧化工艺
铝和铝合金的装饰性阳极氧化工艺种类很多，应用最广的是 硫酸阳极氧化工艺，其次是草酸阳极氧化和铬酸阳极氧化工 艺。 (1)硫酸阳极氧化 其工艺特点铝及铝合金在10--20%的硫 酸电解液中通电进行阳极氧化处理，所获得的氧化膜具有强 吸附能力（孔隙率平均为10-15%）、较高的硬度（HV400左 右）、良好耐磨性和抗蚀性能，膜层无色透明，极易染成各 种美丽的色泽．特别经化学或电化学抛光的铝制件，通过硫 酸阳极氧化，可得到镜面状的光洁光亮表面。如氧化后进行 妥善的封闭处理．还能进一步提高膜层的抗蚀性和绝缘性。 硫酸阳极氧化还具有溶液稳定、允许杂质含量范围较大的 特点．与铬酸、草酸法比较，电能消耗少，操作方便，成本 低． 该工艺几乎适用于所有铝及铝合金的阳极氧化处理．
铝和铝合金装饰性氧化工艺种类很多，一般可 分为化学氧化法ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阳极氧化法两大类．因为阳极 氧化法所获得的氧化膜比一切化学氧化法所获得 的氧化膜性能更为优良，所以下面主要介绍阳极 氧化。 经过化学或电化学抛光后的铝及铝合金制件， 进行阳极氧化处理后，可得到光洁、光亮、透明 度较高的氧化膜层，再经染色，可得到各种色彩 鲜艳夺目的表面．如在某种特定的工艺条件下加 以氧化处理，在其表面还可形成仿釉膜层，从而 使铝制品表面获得特殊的装饰效果．
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• 涂装底层是磷化的最大用途所在，约占磷化总工业 用途的60%～70%，如汽车行业的电泳涂装。磷化 膜作为涂漆前的底层，能提高漆膜附着力和整个涂 层体系的耐腐蚀能力。磷化处理得当，可是漆膜附 着力提高2～3倍，整体耐腐蚀性提高1～2倍。
能力知识点2
钢铁的磷化处理
一、钢铁磷化工艺
• 钢铁磷化膜主要用于耐蚀防护、油漆涂装 的底层和冷变形加工时的润滑层，膜厚度 一般在5～20μm。 • 目前用于生产的钢铁磷化工艺按磷化温度 可分为高温磷化、中温磷化和常温磷化三 种，目前钢铁磷化技术主要朝中低温磷化 方向发展。
2．中温磷化
• 中温磷化的工作温度为50～70℃，处理时 间10～15 min。优点是磷化速度较快，膜 层的耐蚀性接近高温磷化膜,溶液稳定,磷化 速度快,生产效率高；缺点是溶液成分较复 杂,调整麻烦。 • 中温磷化常用于要求防锈 、减摩的零件； 中温薄膜磷化常用于涂装底层。
3．常（低）温磷化
• 常温磷化一般在15～35℃的温度下进行， 处理时间20～60 min。其优点是不需要加 热,节约能源,成本低,溶液稳定；缺点是对槽 液控制要求严格，膜层耐蚀性及耐热性差, 结合力欠佳,处理时间较长,效率低等。
• 钢铁常温发蓝处理可得到均匀的黑色或蓝 黑色氧化膜，其主要成分是硒化铜 （CuSe），功能与Fe3O4相似。 • 钢铁常温化学氧化的工艺流程也与高温化 学氧化基本相同。 • 目前，常温发蓝溶液在市场有商品供应， 品种型号甚多，其主要成分是硫酸铜 （CuSO4）、二氧化硒，还含有各种催化 剂、缓冲剂、络合剂和辅助材料。
1．高温磷化
• 高温磷化的工作温度为90～98℃，处理时 间10～20min。优点是磷化速度快,膜层较 厚；膜层的耐蚀性、结合力、硬度和耐热 性都比较好；缺点是工作温度高，能耗大, 溶液蒸发量大，成分变化快，常需调整； 膜层容易夹杂沉淀物且结晶粗细不均匀。 • 高温磷化主要用防锈 、耐磨和减摩的零件， 如螺钉、螺母、活塞环、轴承座等。
3．表面转化膜的应用
• 金属表面转化膜能提高金属表面的耐蚀性、 减摩性、耐磨性和装饰性，还能提高有机 涂层的附着性和抗老化性，用作涂装底层。 此外，有些表面转化膜提高金属表面的绝 缘性和防爆性。
防 锈
防锈用化学转化膜主要用于以下两种情况： • 对部件有一般的防锈要求，如涂防锈油等， 转化膜作为底层很薄时即可应用；
• 由于化学转化膜是金属基体直接参与成膜反 应而成的，因而膜与基体的结合力比电镀层 和化学镀层这些外加膜层大得多。 • 成膜的典型反应可用下式表示：
• 式中，M为参加反应的金属或镀层金属；A为 介质中的阴离子
2．表面转化膜的分类
• 按主要组成物的类型，金属表面转化膜分 为氧化物膜（氧化）、磷酸盐膜、（磷化） 铬酸盐膜（钝化）和草酸盐膜等；
能力知识点2
钢铁发蓝工艺
• 根据处理温度的高低，钢铁的发蓝可分为 高温化学氧化法和常温化学氧化法。 • 这两种方法所用处理液成分不同，膜的组 成不同，成膜机理也不同。
一、钢铁高温化学氧化
1．1 高温化学氧化原理
高温化学氧化也称碱性化学氧化，是传统的发蓝 方法。
一般是在氢氧化钠溶液里添加氧化剂（如硝酸钠 和亚硝酸钠），在140℃左右的温度下处理15～ 90min，生成以Fe3O4为主要成分的氧化膜，膜厚 一般为0.5～1.5μm，最厚可达2.5μm。氧化膜具 有较好的吸附性，通过浸油或其他后处理，氧化 膜的耐蚀性可大大提高。
根据形成膜时所采用的介质，可将化 学转化膜为以下几类：
• 氧化物膜：是金属在含有氧化剂的溶液中 形成的膜，其成膜过程叫氧化。 • 磷酸盐膜：是金属在磷酸盐溶液中形成的 膜，其成膜过程称磷化。 • 铬酸盐膜：是金属在含有铬酸或铬酸盐的 溶液中形成的膜，其成膜过程在我国习惯 上称钝化。
• 按转化过程中是否存在外加电流，分为化 学转化膜和电化学转化膜两类，后者常称 为阳极转化膜。
溶液组成/（g/L） 硫酸铜 亚硒酸 磷酸 有机酸 硝酸 磷酸二氢钾 对苯二酚 添加剂 pH值
配方1 1～3 2～3 2～4 1～1.5
配方2 1～3 3～5
配方3 2～4 3～5 3～5
34～40（ml/L）
3～5 5～10
2～3 10～15 2～3
2～4 适量 1～3 2～4 1.5-2.5
综合知识模块三
3．磷化后处理
• 钢铁件磷化后应根据工件用途进行后处理， 以提高磷化膜的防护能力。一般情况下， 磷化后应对磷化膜进行填充和封闭处理。
磷化膜填充处理工艺规范
溶液组成/（g/L） 与工艺条件
重铬酸酐钾 碳酸钠 铬酸酐 肥皂 温度 / ℃ 时间 / Min 80～95 5～15 80～95 3～10 30～50 80～95 3～5 70～90 3～5
氧化速度 铁含量较高， 通用氧化 快，膜致 有利于提高 液 密，但光 氧化膜性能 亮性差
双槽氧化法，从第1槽 取出后不经清洗直接进 入第2槽，可获蓝黑色 光亮氧化膜
• 钢铁高温氧化时，可能会形成一些红色沉 淀物附在氧化膜表面，成为红色挂灰，或 称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的 故障，应尽量避免，关键是要严格控制氢 氧化钠的浓度和工艺温度，使其不能过高。 • 不合格氧化膜经脱脂后,在10%～15%HCl (体积分数)或H2SO4中浸蚀数秒或数十秒即 可退除,然后可再重新氧化。
第五单元 金属表面转化膜技术
综合知识模块一
金属表面转化膜概述
能力知识点1
金属表面转化膜的含义、分类和特点
一、金属表面转化膜的含义
• 金属表面转化膜技术就是使金属与特定的腐 蚀液相接触，通过化学或电化学手段，使金 属表面形成一层稳定的、致密的、附着良好 的化合物膜，这种通过化学或电化学处理所 生成的膜层称为化学转化膜。 • 化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成， 目前工业上应用较多的是铁、铝、锌。
• 绝缘等功能性膜 磷酸盐膜层是电的不良导体，所以 很早就用它作为硅钢板绝缘层。 这种绝缘层的特点是占空系数小， 耐热性良好，而且在冲裁加工时可减少 工具的磨损等。
综合知识模块二
钢铁质和应用
一、发蓝实质和用途
• 发蓝是钢铁的化学氧化过程，也称发黑。是指将 钢铁在含有氧化剂的溶液中，保持一定时间，在 其表面生成一层均匀的、以磁性Fe3O4为主要成 分的氧化膜的过程。 • 钢铁发蓝后氧化膜的色泽取决于工件表面的状态、 材料成分以及发蓝处理时的操作条件，一般为蓝 黑到黑色。碳质量分数较高的钢铁氧化膜呈灰褐 色或黑褐色。发蓝处理后膜层厚度在0.5～1.5μm， 对零件的尺寸和精度无显著影响。
金属的磷化
能力知识点1
金属的磷化概述
• 金属在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行 化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的 结晶型磷酸盐保护膜的方法，叫做金属的磷 酸盐处理，简称磷化。 • 磷化膜厚度一般在1～50μm，具有微孔结构， 膜的颜色一般由浅灰到黑灰色，有时也可呈 彩虹色。
• 磷化膜层为微孔结构，与基体结合牢固，经钝化 或封闭后具有良好的吸附性、润滑性、耐蚀性、 不粘附熔融金属（锡、铝、锌）及较高的电绝缘 性等，广泛用于汽车、船舶、航空航天、机械制 造及家电等工业生产中，如用作涂料涂装的底层、 金属冷加工时的润滑层、金属表面保护层以及硅 钢片的绝缘处理、压铸模具的防粘处理等。
• 涂装底层是磷化的最大用途所在，约占磷化总工业用途的 60%～70%，如汽车行业的电泳涂装。磷化膜作为涂漆前 的底层，能提高漆膜附着力和整个涂层体系的耐腐蚀能力。 磷化处理得当，可是漆膜附着力提高2～3倍，整体耐腐蚀 性提高1～2倍。 • 磷化处理所需设备简单，操作方便，成本低，生产效率高。 磷化技术的发展方向是薄膜化、综合化、降低污染、节省 能源。尤其是降低污染是研究的重点方向，包括生物可降 解表面活性剂技术、无磷脱脂剂、双氧水无污染促进剂等。
• 对部件有较高的防锈要求，部件又不受挠 曲、冲击等外力作用，转化膜要求均匀致 密，且以厚者为佳。
耐
磨
耐磨用化学转化膜广泛地应用于金属与 金属面互相摩擦的部位。 表面上的磷酸盐膜层具有很小的摩擦系 数，因此减少了金属面间的摩擦阻力。这种 磷酸盐膜层还具有良好的吸油作用，在金属 接触面间产生了一缓冲层，从化学和机械两 个方面保持了基体，从而减小磨损。
二、磷化工艺方法及流程
1．磷化工艺方法
磷化工艺基本方法有浸渍法和喷淋法两种。 • 浸渍法 适用于高、中、低温磷化工艺，可处理任何 形状的工件。特点是设备简单，仅需要磷化槽和 相应的加热设备。最好用不锈钢或橡胶衬里的槽 子，不锈钢加热管道应放在槽两侧。 • 喷淋法 、 适用于中、低温磷化工艺，可处理大面积工 件，如汽车、电冰箱、洗衣机壳体。特点是处理 时间短，成膜反应速度快，生产效率高。
第一槽 第二槽
600～700
200～250
600～700
55～65 20～30
550～650
150～200
550～650
100～150
750～850
150～200
重铬酸酐 钾
温度 /℃ 时间 /min 备注
25～35
130～137 15 130～137 60～90 135～145 60～90 130～135 10～20 140～150 40～50
2.钢铁磷化工艺流程
一般钢铁工件的磷化工艺流程为: 预处理 → 磷化 → 后处理，具体为： • 化学脱脂→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水 洗→磷化→冷水洗→磷化后处理→冷水洗 →去离子水洗→干燥。 • 工件在磷化前若经喷砂处理，则磷化膜质 量会更好。喷砂过的工件为防止重新锈蚀， 应在6h内进行磷化处理。
• 钢铁工件通过化学氧化处理得到的氧化膜 虽然能提高耐蚀性，但其防护性仍然较差, 所以氧化后还需进行皂化处理、浸油或在 铬酸酐盐溶液里进行填充处理。 • 钢铁的高温化学氧化工序多，质量控制较 难。同时由于工艺温度高，使用的强酸、 强碱挥发造成生产条件较差，对环境污染 很大。