影响铝合金氧化着色的因素
铝合金阳极氧化着色氧化膜色差和外观质量检验方法
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铝的阳极氧化与表面着色
实验3：铝的阳极氧化与表面着色【实验目的】1.掌握阳极氧化的基本原理，学习铝的阳极氧化与表面着色工艺，了解对金属表面处理的一般方法；2.了解和探讨铝在阳极氧化过程中影响氧化膜性能的各种因素，通过对比耐腐蚀性来评价氧化膜的质量。
【实验背景】1.铝的广泛应用：铝及铝合金具有密度小，比强度高，导电和导热性好，成型容易，无低温脆性等优点，是一种综合性能优良的轻金属材料。
目前，铝材在航空航天工业及建筑材料、交通工具、电子产品等领域中得到了广泛的应用。
2.铝氧化膜的性质：金属铝在大气中其表面总是被一层透明的氧化膜所覆盖，但是天然的铝氧化膜极薄且孔隙率大，机械强度低，抗蚀和耐磨性都不能满足防腐需要。
利用电化学方法，可使铝（或铝合金）表面生成致密的优质氧化膜，且膜较厚，其厚度可达几十至几百微米，能有效地提高铝的耐腐蚀性。
另外，由于所形成的氧化膜存在均匀的孔隙，故可用有机染料进行染色处理，经封密后色泽稳定，使铝材的应用更加广泛。
这种使铝表面氧化的电化学工艺称为铝的阳极氧化。
3.铝氧化膜分类：根据氧化膜用途可以在阳极氧化的同时，再进行其它工艺得到相应的氧化膜，如：防护性氧化膜；防护-装饰性氧化膜（氧化后再着色）；功能性氧化膜如硬质氧化膜；自润滑氧化膜；导电氧化膜；绝缘氧化膜、磁性氧化膜、光吸收氧化膜、催化膜等【实验原理】1.铝的阳极氧化1将铝制品作阳极，以硫酸、铬酸、磷酸、草酸等为电解液，惰性电极为阴极。
其反应历程复杂。
现在以 Al为阳极，Pb为阴极，H2SO4溶液为电解质介绍其反应原理：阴极：2H++2e-→H2↑阳极：Al-3e-→Al3+Al3++3H2O→Al(OH)3+3H+Al(OH)3→Al2O3+3H2O阳极上的Al被氧化，且在表面形成一层氧化铝膜的同时，由于阳极反应生成的H+和电解质H2SO4中的H+都能使所形成的氧化膜发生溶解：Al2O3+6H+→Al3++3H2O当成膜和溶膜的速率决定了膜的厚度和致密度。
铝材阳极氧化
三、铝合金基础知识
工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。
1、 变形铝Βιβλιοθήκη 金 不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。按照铝合金系，从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌镁合金。
1xxx系铝合金又称“纯铝”,一般不用于硬质阳极氧化。但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。
对于铝镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳，是可以氧化上色的，这是区别与其它合金的一个重要特点；但比较而言，也存在部分缺点。
1、阳极氧化膜具备双重性，且孔隙较大、分布不均，难以达到最佳防腐效果；
2、镁有产生硬化及脆性、降低伸长率、增大热裂的倾向，如ADC5、ADC6等，在生产中，因其凝固范围宽、收缩倾向大，经常产生缩松和裂纹，铸造性能极差，因此，在其使用范围上有较大局限性，结构稍复杂的工件，根本不宜生产；
四、不同含量的铝合金氧化后的颜色
如果从氧化后要求氧化膜无色透明来看，5和6系列的铝合金是比较好的，并且也可以氧化后着色。如果只是要求能阳极氧化，形成一层致密的阳极氧化膜，对于颜色没有要求的话，大部分铝合金是可以氧化的。在选取氧化工艺前，应对铝或铝合金材质有所了解，因为，材料质量的优劣、所含成份的不同，是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。比如，铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷，经阳极氧化后，所有疵病依然会显露出来。而合金成份，对阳极氧化后的表面外观，也产生直接的影响。
6xxx系铝合金又称“铝镁硅合金”，在工程应用尤为重要，主要用于挤压型材，此系列合金可以做阳极氧化，典型的牌号：6063，6463（主要适用于光亮阳极氧化）。强度高的6061和6082合金的阳极氧化膜不能超过10μm，否则会使阳极氧化膜呈现浅灰色或黄灰色，其耐腐蚀性也明显低于6063和6463。
铝合金阳极氧化膜层着色问题及分析
第37卷第5期2017$10月冶金与材料Metallurgy and materialsVol.37 No.5October2017铝合金阳极氧化膜层着色问题及分析魏向禹，惠鑫刚，李广萍，梁智国(西北工 有限公司，陕西西安710000)摘要:铝及铝合金表面性能改善通常采用阳极氧化工艺，阳极化后的铝制品可以通过着色处理使其表面具有 丰富多彩的 ，从而 。
本文主要针对着色工艺中常见问题及原因进行分析，详细介绍问题产生原因，以便实际生产中加以借鉴。
关键词：阳极氧化;装饰性;着色工艺;常见问题;原因分析近年来，随着铝及其合金制品在航天、航空等领域的应用在逐渐增多，表面性能及[性要求也越来越高，阳氧化工艺不断；研究，表面 方面的研究也得 分发展。
铝阳极氧化 多孔 化学活性，很容易进行着色处理。
阳氧化工艺后氧化的着色工艺要求比较严格，不同的工艺及参数下得到的膜 颜色会 ，色 子在 孔隙存在位置不同，基本上可分为自然显色法、电色法、化学吸附着色法等三 型。
化学吸附着色法工艺过程 、耐 ，成本 ，在生产中应用比较广泛。
而采用的染料剂分，生产中以 色 色为主。
1着色机理硫酸阳极氧化就是铝及铝合金在特定浓度的 硫酸 中，施 电，使表面形成一有一定抗 以及硬度的氧化膜的过程，其颜色一般从无色透明到暗灰色，由于材料不同颜色会有 微小差异，氧化膜的表面是由多孔层构成的，其表 面积大，很高的化学活性，利用这一特点在阳极氧化膜表面可进行各种着色处理，可以提高产 品的 耐 ，同时 铝制品表面以各种功能性。
阳极化工艺过程如下$1.1法在一定的电解液和某种条件下，基体材料表 面阳极化与着色同时发生，染料在电解作用下发 生分解生成微小颗粒附着在氧化 孔壁，由图1于电解质溶液、含量以及材料本身组分和结构不 同而表现出不同颜色。
1.2电解着色将阳极化后的铝材置于含有Ni2+、Cu2+、Sn2+等离子的电 中发生电解作用，金属阳离子经过 积到多孔氧化层的 ，表现出不同的金属色。
铝合金阳极氧化及着色
1 前言铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。
然而，铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生磨蚀破损，因此，铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少磨蚀，延长其使用寿命。
在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层，以显著改变铝合金的耐蚀性，提高硬度、耐磨性和装饰性能。
阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。
阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。
铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。
然而，铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质侵蚀，心须进行封孔处理，以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。
2 铝及铝合金的阳极氧化2.1 普通阳极氧化铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜，使用不同的阳极氧化液，得到的Al2O3膜结构不同。
阳极氧化时，铝表面的氧化膜的成长包含两个过程：膜的电化学生成和化学溶解过程。
只有膜的成长速度大于溶解速度时，氧化膜才能成长、加厚。
普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等，以下介绍一些普通阳极氧化新工艺[骐骥导航：机械网址导航]。
2.1.1 宽温快速阳极氧化[1]硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下，当溶液的温度高于25℃时，氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差，因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进，改进后的溶液配方为：硫酸（ρ＝1.84g／cm3）150－200g／L（最佳值160g／L）CK－LY添加剂20－35g／L （最佳值30g／L）铝离子 0.5－20g／L （最佳值5g／L）CK－LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐，前者能提高电解液的工作温度，抑制阳极氧化膜的化学溶解，在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用；后者能增强电解液的导电性，提高电流密度，加快成膜速度。
铝合金阳极氧化着色
铝合金阳极氧化着色
铝合金阳极氧化着色是一种对铝合金的表面进行处理，以增加其耐腐蚀性和美观性的方法。
这个过程包括将铝合金件浸入电解槽中，通过施加电流使铝合金表面生成一层氧化铝膜。
在氧化铝膜形成后，可以在膜上进行着色处理。
着色的方法可以通过使用不同的着色剂和处理条件来实现不同的颜色效果。
常用的着色方法有两种：吸附型着色和电解着色。
吸附型着色是将着色剂溶液浸泡在形成的氧化铝膜中，着色剂会通过吸附作用附着在氧化铝膜上，达到着色的效果。
着色剂可以是天然染料或合成染料，如金红石红、钴胺蓝、石榴红等，可以实现不同的颜色选择。
电解着色是将着色剂溶液与电解液混合，并将铝合金件浸泡其中，在施加电流条件下进行着色。
电解着色的优点是可以实现更加均匀的着色效果，并且可以在氧化铝膜上实现更高的吸附量和更稳定的着色层。
着色剂可以是有机染料或无机染料，如铬酸盐、硫酸盐、硫氰酸盐等。
通过阳极氧化着色，可以为铝合金件提供耐腐蚀性和装饰性的保护，使其具有更长的使用寿命和更好的外观。
这种方法广泛应用于建筑、汽车、电子等领域中对铝合金件的表面处理。
铝合金硬质氧化颜色
铝合金硬质氧化颜色
含铜、硅、铁等杂质的铝合金表面氧化膜的出现具有以下影响：铜会使氧化膜变红，损坏电解液，增加氧化缺陷；
硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时，效果更明显；
铁在铝合金硬氧化后具有自身的黑点。
此外，合金中其他杂质成分对氧化膜外观的影响：
1~2%锰铝合金氧化后呈棕蓝色，氧化后表面颜色随锰含量的增加由棕蓝色增加至深棕色。
含0.6-1.5%硅的铝合金氧化时为灰色，含3-6%硅时为白色。
锌为乳白色，铬为金黄色至不均匀颜色，镍为黄色。
一般来说，只有含金的铝和含金量超过5%的钛才会被氧化，从而形成无色、透明、明亮和干净的外观。
此外，应注意的是，一些型材具有不同的颜色，这些颜色未被氧化，但铝经过阳极氧化、染色或电解着色。
基本着色，少电解着色，你可以做到，黑色，青铜色，香槟色，金黄色，仿不锈钢等。
如果在铝合金硬氧化后要求氧化膜无色透明，则应选合适的
铝合金，并且氧化膜也可在氧化后着色。
如果只需要阳极氧化来形成致密的阳极氧化膜，如果不需要颜色，大多数铝合金都可以被氧化。
在选择氧化工艺之前，有必要了解铝或铝合金材料，因为材料的质量和夹杂物将直接影响阳极氧化后铝产品的质量。
例如，如果铝材料表面有气泡、划痕、剥落等缺陷，如粗糙度，则阳极氧化后原始缺陷仍会暴露出来。
合金成分也直接影响铝合金在硬氧化后的表面外观。
铝的阳极氧化和着色
铝的阳极氧化和着色——氧化时间对氧化膜性能的影响摘要铝的阳极氧化膜性能受到很多因素的影响，主要包括电流密度、电解液、温度、氧化时间、添加剂等。
本文主要探究氧化时间（10min、20min、30min）对氧化膜性能的影响，结果表明固定电解液的硫酸浓度为20%、电流密度为15 mA/cm2、室温条件、无添加剂为最佳条件的前提下，氧化时间越长，氧化膜的性能越佳。
关键词铝阳极氧化氧化膜氧化时间Abstract Anodic aluminum oxide film properties are affected by many factors, including current density, electrolysis,temperature, oxidation time,additives and other factors. This paper discusses the effect of oxidation time on oxide film properties. The results show that when other factors are fixed, which are concertration of 20% sulfuric acid, current density 15mA/cm2, room tempetrature and no additive, the longer the oxidation time, the oxide film properties, the better.Keywords Aluminum Anodizing Oxide film Oxidation time1 研究进展铝材质轻而坚韧，广泛用于现代建筑和航空行业。
但是铝表面在大气中形成的氧化膜太薄（0.01μm~0.05μm），这层膜是非晶态的，机械强度低，其防护能力有限。
通常采取阳极氧化法在铝及铝合金表面形成Al2O3钝化层，阳极氧化膜比自然氧化膜厚，能够提高表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性。
如何解决铝材阳极氧化着色色差
铝材氧化着色过程常见缺陷和处理方法黄瑞强（广西平铝集团有限公司）摘要:实际生产中由于人员、工艺、设备、操作存在差异，型材氧化着色过程中产生的质量缺陷色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。
本文从实际生产过程中对铝型材氧化着色常见的缺陷问题、提出解决的办法和技术途径。
关键词: 铝材着色; 缺陷; 处理随着铝加工工业的蓬勃发展，铝表面处理已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。
铝制品经过表面处理之后。
耐磨、耐蚀、耐光照、耐气候等性能都有很大提高，更重要的是可以着上各种美丽鲜艳的色彩。
由于其它构成装饰的各种建筑物，曰用铝制品，工艺美术品，装饰品，家具用品等美观大方。
适应时代美感的要求，因而铝材的应用价值大为得高。
为了装饰和提高铝材表面性能，在铝材氧化膜上进行着色处理，常用的方法有电解着色法、化学着色法、自然着色法等。
在实际生产中由于人员、工艺、设备、操作等存在差异，每批的产品色差也会存在一定的差异，产生不同的质量缺陷，在特定的介质下，色泽的深浅是由金属粒子沉积量来决定，而与氧化膜的厚度无关。
铝材电解着色的色差的产生，与着色机理、氧化膜的厚度的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。
铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况: 色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。
如何解决这一问题，确保每批产品的色差保持一致，并在双方确认的偏差范围内，以满足消费者的要求。
这就要求生产企业，在对型材进行电解着色表面处理时，加以研究和防范。
以下介绍我公司在阳极氧化电解着色生产工艺中常见的质量缺陷和处理方法：一、要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内，减少着色缺陷的产生，在实际的生产过程中，首先在加强阳极氧化工艺操作的控制, 在操作时注意以下几方面的要求。
1、在阳极氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度，并放置在两极中间，确保左右极距相等。
同时控制上料绑料面积，每挂料总表面积最大不超过44m2。
2、检查槽液浓度，是否符合工艺要求。
铝合金氧化膜着色中影响染色质量的因素
(1)铝合金材质的影响合金材料的不同，所获得氧化膜的透明度不同，会直接影响氧化膜层的染色效果。
高纯铝、铝一镁、铝一锰合金经硫酸阳极氧化后，几乎都能获得无色透明氧化膜层，有最佳的染色性能，可以染成各种鲜艳的颜色。
而含硅和含铜的合金材料，视其含量多少，经氧化后所获得氧化膜层颜色发暗，只适用于染深色或黑色的单色调。
(2)氧化膜层质量的影响氧化膜质量的主要指标，是指氧化膜层厚度、氧化膜层孔隙率、氧化膜层透明度。
足够的厚度、足够的孔隙率及最大透明度是获得最佳染色质量的先决条件。
关于氧化膜厚度的选择，主要根据所染色调的深浅及经验来决定。
很多氧化厂从时间和成本方面考虑，往往都是取所需氧化膜厚度的下限值，这样可以节约时间，同时由于氧化膜层薄，也可以防止染色过度现象发生。
但这种做法如果控制不严就会出现氧化膜厚度不足的情况，造成上色不均匀，染色深度不够。
从成本和染色两方面考虑，对于染浅色调的氧化膜层厚度取5～8μm，染中间色调氧化膜取8～15μm，染深色调氧化膜层厚度取15～25μm或更厚。
氧化膜层孔隙率低，对染料的吸附量少，色调浅；氧化膜孔隙率高，对染料的吸附能力大，吸收的染料多，色调深。
氧化膜厚度和孔隙率与氧化工艺有关，通过适当调节氧化温度、电解液浓度、电流密度和氧化时间，可以得到不同厚度及不同孔隙率的氧化膜层，获得所需最佳染色质量的氧化膜。
氧化膜透明度是保持色调纯正的必要条件。
只有透明度越高的氧化膜才能获得最佳的染色效果，才能染出各种鲜艳的颜色。
氧化膜层透明度主要受合金材料的影响，电解液成分也对氧化膜层透明度产生一定影响。
所以在生产中根据染色要求，选择合适的合金材料及合适的工艺参数是很重要的。
(3)染色液温度的影响染色通常分为冷染和热染两种方法。
冷染也就是室温染色。
这种方法上色慢，所需染色时间较长。
但室温染色不需要对染色液加热，操作方便，色调深浅及均匀性易于控制，是目前采用得最多的染色方法。
热染是将染色液加热到40～60℃进行染色的方法。
铝阳极氧化着色工艺与色彩原理
铝阳极氧化着色工艺与色彩原理铝阳极氧化着色工艺是一种通过阳极氧化处理来改变铝合金表面颜色的工艺。
通过该工艺处理后的铝合金表面具有丰富多样的色彩，不仅美观大方，还具有较强的耐候性和耐腐蚀性。
以下将详细介绍铝阳极氧化着色工艺及其色彩原理。
1.铝阳极氧化工艺铝阳极氧化是指将铝合金材料作为阳极放入电解槽中，经过电解处理后，在铝表面形成氧化膜。
这一氧化膜具有一定的硬度和厚度，可有效提高铝合金材料的耐候性和耐腐蚀性。
铝阳极氧化可通过调整电解槽中的温度、电流密度、电解液成分等参数来改变氧化膜的特性。
2.铝阳极氧化着色工艺a.吸附着色吸附着色是指在阳极氧化膜表面通过吸附有机染料来着色。
这种方法可以产生丰富的色彩，色彩饱和度高，并且具有良好的光泽度。
常见的有机染料有染料黑、染料绿、染料棕等。
着色过程中，铝阳极氧化膜的孔隙可以吸附染料分子，并在孔隙的相互作用下形成染料分子吸附层，从而使铝膜颜色发生变化。
b.金属成分着色金属成分着色是指通过电解方法在阳极氧化膜表层沉积金属盐来实现着色。
这种方法产生的颜色相对较稳定，但颜色较少。
常见的金属盐有铁盐、钴盐等。
金属离子可通过电解那个法在阳极氧化膜表面的孔隙中沉积，从而改变铝膜的颜色。
沉积后的金属盐相对固定，不容易被移除。
3.色彩原理在吸附着色中，有机染料分子与阳极氧化膜孔隙表面的氧化铝之间通过物理吸附作用相互结合，产生色彩。
吸附染料分子的种类和分布与氧化膜孔隙的结构和尺寸有关，这些因素共同决定了氧化膜的色彩效果。
在金属成分着色中，金属离子通过电解沉积在氧化膜孔隙表面，形成了金属陶瓷的结构，从而改变了阳极氧化膜的光学特性。
金属成分可以吸收、反射和散射光线，改变了光线的传播路径和波长，从而产生不同的颜色。
总体而言，铝阳极氧化着色工艺可以通过调整工艺参数和选择合适的着色方法来实现多种色彩的效果。
这种工艺不仅能够提高铝合金材料的外观质感，还能改善其表面性能，增强其耐候性和耐腐蚀性，广泛应用于建筑、汽车、电子等领域。
影响铝合金氧化着色的因素都有哪些
随着科技的发展，人们对于产品的要求越来越高。
单一颜色的阳极氧化铝合金材料在生活中的应用明显减少，而以其为基础的电解着色氧化膜、硬质氧化膜等新技术得到广泛应用。
对于氧化膜着色技术方面，在生产中，影响铝合金氧化着色的因素有哪些呢？1、电解溶液中杂质的影响铝合金制品着色的优劣，很大原因取决于氧化膜形成的质量。
因此在硫酸氧化溶液中，杂质对氧化膜的影响很大，因此要及时清除铜、铁、铝等金属离子杂质，保持溶液在正常使用范围内。
（1）铜离子：铜离子会置换到沉积在制件表面，造成氧化膜松孔，并会降低透明度、防蚀能力和电绝缘性能。
（2）氯离子：氯离子来自于自来水或者冷却水，所以氯离子的含量应该在0.2g/L以下，避免出现生成的氧化膜粗糙、疏松，表面受侵蚀的情况发生。
（3）铝离子：电解液中的铝离子是逐步增长的，当含量大于25g/L的时候，电解液的导电性能也在不断下降，制作表面呈现白点或者白斑，造成染色困难。
（4）铁离子：铁离子在电解液中不允许超过0.2g/L，否则会出现暗色条纹斑点。
2、影响氧化膜着色质量的因素（1）除油彻底：前处理除油过程要彻底，避免出现膜层上明显的白斑，给着色带来困难。
（2）Sn盐浓度：电解溶液中Sn盐浓度过低，会出现上色速度慢的情况，但是浓度一旦超过25g/L会出现着色速度快，但不易掌握的情况，产生的色差较大。
（3）着色温度：着色温度对着色的效果也有很大影响，以15℃为界限，温度低于15℃时上色较慢，但是温度过高又会出现色膜发雾，且Sn盐容易水解反原，造成槽液混浊。
（4）时间：这也是影响着色的一个因素，着色时间长短与着色质量和耐色性有直接的关系，着色时间短，色浅易退色，时间长，色泽过深，表面易发花。
（5）着色电压：着色电压较低时，着色的速度慢，颜色变化也慢，很容易产生色调不均的情况。
当电压较高时，着色速度快，着色膜很容易剥落。
此外，水质、pH值、着色槽材料均对着色质量有一定影响，所以在对铝合金进行氧化着色时要根据产品需求按要求进行。
铝合金硬质阳极氧化及着色技术研究的开题报告
铝合金硬质阳极氧化及着色技术研究的开题报告
一、研究背景
随着工业生产的不断发展，铝合金材料在各个领域得到了广泛应用。
然而，铝合金表面往往会受到氧化、腐蚀等影响，影响其持久性和美观度。
因此，铝合金表面处理技术尤为关键。
其中，硬质阳极氧化及着色
技术是一种常用的表面处理方法。
硬质阳极氧化及着色技术是指在一定的电解条件下，使铝合金表面
被氧化形成一层硬质氧化膜，并在氧化膜表面通过着色技术，使其表面
颜色达到人们所需求的多种颜色。
其主要优点是硬度高、耐腐蚀性好、
表面光洁度高、颜色丰富等。
二、研究方法
本研究将采用实验室规模的方法对铝合金硬质阳极氧化及着色技术
进行研究，主要包括以下步骤：
1. 铝合金样品制作：选取符合要求的铝合金材料，通过机械加工方
法制作成符合要求的试样。
2. 硬质阳极氧化处理：采用常规的电解处理方式，通过调节电解液
组成、电流密度、电解时间等参数，制备出不同硬度、不同颜色的氧化膜。
3. 着色处理：通过染色、电化学着色等方法，在氧化膜表面形成不
同颜色的薄膜。
4. 表征分析：采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见光谱
仪等分析手段对样品进行分析和检测。
三、预期成果
本研究的预期成果为：
1. 建立一套完整的铝合金硬质阳极氧化及着色技术体系；
2. 揭示铝合金硬质阳极氧化及着色过程中的主要影响因素和影响机理；
3. 确定铝合金表面属性和颜色之间的关系，提供铝合金表面颜色设计的思路。
铸造铝合金阳极氧化着色膜掉色缺陷分析
１ 故 障 调 查
现 场查 看 ， 批 零 件 共 ２ 本 ０件 ， 机 械 加 工 后 仅 经 ４件外 表未 发生 变化 ， 余外 表 面 ， 掉 色严 重 。 其 均
经查 检验 记 录 台帐 ， 批零 件 为 ２ ０ 本 ０ ７年 ３月 下 旬进 行 阳极氧 化 ， 验 合格 后 发往 机 加 车 间库 房 ， 检 ５ 月份 从库 房领 出进 行后 续 加工 工序 。在 加工 过 程 中 发现零 件 黑色 氧化 膜逐 渐退 变成 黄 褐色 。
Ａｌ ｍ ｉ ｉ ｍ ｌ ｙ Ａｎｏ ｉ ｉ ｇ Ｆｉ ｕ ｎｕ Ａｌ ｏ ｄ ｚｎ ｌ ｍ
引 言
铝 及铝合 金 经 氧化 处 理 后 ， 氧 化膜 具 有 较 好 其 的耐磨 、 蚀 、 侯 性 。某 公 司 一 铸 造 铝 合 金 零 件 耐 耐 Ｑ ９ 材料 Ｈ Ｌ ２ １ 采 用硫 酸 阳极 氧化 后 化 学 着 Ｆ Ｄ（ Ｚ 一０ ）
两 个试 验 点 氧化 膜掉 色 状 态基
本 一 致 氧 化 膜 有 轻 微 擦 痕
２０ 年 １ 月 ０８ ０
电 镀 与 精 饰
第 ３ 卷第 １ 期（ １７ ） 。 １・ ０ ０ 总 ８期 ３
文章 编号 ：０ １３ ４ （ ０ ８ １ —０ １０ １０ －８ ９ ２ ０ ） ０ ０ ３ —３
铸 造 铝 合 金 阳极 氧 化 着 色膜 掉 色 缺 陷分 析
胡 焰
观察 故 障零件 ， 后 续 加 工 的 压 装 衬套 端 面及 在 侧 面加 强 筋靠 近端 面部 分 氧 化 膜 掉 色严 重 ， 面加 侧
强 筋掉 色部 位有 明显 外 来 溶 液 浸 蚀 痕 迹 ， 续 机 械 后 加 工 的止 口周 围氧 化膜 完好 。
铝及铝合金阳极氧化着色工艺规程
控制措施：调整工艺参数、 优化工艺流程、加强过程 控制等
质量标准：符合相关国家 标准和行业标准
检测频率：根据生产实际 情况确定检测频率
检测记录：记录检测结果， 便于追溯和分析
着色质量检测与控制
检测项目：颜色均匀性、光泽度、耐磨性等 检测方法：目测、色差仪、耐磨试验等 控制措施：调整工艺参数、更换原材料、加强过程管理等 质量标准：符合相关国家标准和行业标准
着色原理及方法
阳极氧化：在铝 及铝合金表面形 成氧化膜，提高 耐磨性和耐腐蚀 性
着色原理：利用 电解液中的金属 离子与氧化膜中 的氧离子发生化 学反应，形成有 色化合物
着色方法：根据 需要选择不同的 电解液和着色温 度，控制着色时 间和着色深度
着色效果：可以 获得各种颜色的 氧化膜，如黑色、 蓝色、红色等
PART 6
封闭处理工艺
封闭处理的作用及原理
封闭处理：在阳 极氧化过程中， 通过封闭处理， 使氧化膜表面形 成一层致密的保 护层，提高氧化 膜的耐腐蚀性和 耐磨性。
原理：封闭处理 是通过化学反应， 在氧化膜表面形 成一层致密的保 护层，阻止外界 环境对氧化膜的 侵蚀，提高氧化 膜的耐腐蚀性和 耐磨性。
工艺流程：水洗→脱脂→ 水洗→中和→水洗→干燥
脱脂剂：常用的有碱性脱 脂剂、酸性脱脂剂、中性 脱脂剂等
脱脂温度：根据工件材质 和脱脂剂种类确定，一般 在40-60℃之间
脱脂时间：根据工件材质 和脱脂剂种类确定，一般 在5-15分钟之间
脱脂效果检验：目测工件 表面无油脂、污垢等，水 洗后无泡沫产生
碱蚀处理
铝及铝合金阳极氧化着色原理
阳极氧化原理
阳极氧化是一种电 化学过程，通过电 解液中的电流作用， 使铝及铝合金表面 形成一层氧化膜。
铝合金的阳极氧化及电解着色工艺
铝合金的阳极氧化及电解着色工艺铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中重要的方法之一。
将铝合金置于适当的电解液中作为阳极通电处理，表面会生成厚度为几个至几十个微米的阳极氧化膜，氧化膜的表面是多孔蜂窝状的。
上世纪60年代，人们开始利用氧化膜的多孔性，将阳极氧化和电沉积技术相结合发明了电解着色技术。
铝合金阳极氧化电解着色技术最初起源于欧洲，由于该工艺操作简便、工艺简单、成本低廉，广泛应用于汽车、航空、造船、机械、建筑和日常生活等多方面。
我国的电解着色技术开始于上世纪80年代，一直以来都是镍盐、锡盐电解着色工艺，由于颜色单一、着色液的稳定性和分散性差等问题一直没有得到很好解决，而且随着时代的进步，工业上对电解着色的工艺条件和应用要求越来越高，为了满足市场的需要，鑫申金属研究人员一直在做着不懈的努力。
1.1铝的性能和用途铝(Afumin um)是自然界中分布最广，储量最多的元素之一，广泛分布于岩石、泥土和动、植物体内，其含量约占地壳总质量的8.2%，仅次于氧和硅，比铁(约占2.1%)、镁(约占2.1%)和钛(约占0.6%)的总和还要多川。
1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到Na CI，AIC13复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。
这时的铝生产工艺复杂，成本高，应用非常有限，直到1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。
一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位，它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。
铝的阳极氧化实验报告
铝的阳极氧化实验报告篇一：铝的阳极氧化染色实验报告铝的阳极氧化染色实验报告【实验名称】铝的阳极氧化染色。
【实验目的】对铝进行阳极氧化，并进行染色处理。
【实验原理】以铝或铝合金制品为阳极，置于电解质溶液中进行通电处理，使其表面形成氧化膜，这样形成的氧化膜比在空气中自然形成的氧化膜耐蚀能力更好。
氧化膜具有较强的吸附性，利于进行染色处理。
经过阳极氧化后，铝制品的耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。
（1）阳极氧化原理以铝或铝合金制品为阳极，硫酸为电解质溶液进行通电处理，铝被氧化形成无水的氧化膜。
阴极：2H+ + 2e-= H2↑阳极：2Al + 3H2O – 6e-= Al2O3 + 6H+氧化膜在生成的同时，又伴随着氧化膜被溶解的过程。
Al2O3 + 6H+ =2Al3+ + 3H2O溶解出现的孔隙使铝与电解液接触，又重新氧化生成氧化膜，循环往复。
控制一定的工艺条件（硫酸浓度和温度等）可使氧化膜形成的速率大于氧化膜溶解的速率，利于氧化膜的生成。
（2）着色原理铝的阳极氧化膜多孔隙，对染料有良好的物理吸附和化学吸附性能，在铝阳极氧化膜上进行浸渍着色或电解着色，可达到耐蚀和装饰目的。
无机盐着色：将制品依次浸入两种无机盐溶液中，两种无机盐在氧化膜孔隙内反应生成有颜色的无机盐并沉积在孔隙中。
有机染料着色：阳极氧化膜对染料有物理吸附作用，有机染料官能团与氧化膜也会发生络合反应。
有机染色色种多且色泽艳丽，但耐磨、耐晒、耐光性能差。
（3）封闭原理铝阳极氧化膜必须进行封闭处理。
沸水法是常用的封闭方法。
在沸水中，氧化膜表面及孔壁的无水氧化膜水化，形成非常稳定的水合结晶膜，从而达到封闭孔隙的目的。
Al2O3 + H2O=Al2O3·H2O此外还有蒸汽封闭法、盐溶液封闭法和填充有机物封闭法等。
本实验将铝以硫酸为电解质溶液进行阳极氧化，用硫代硫酸钠溶液和高锰酸钾溶液进行浸渍着色，用沸水法封闭。
【实验用品】铝片、铜片、氢氧化钠、硫酸、高锰酸钾、硫代硫酸钠、水、天平、量筒、烧杯、玻璃棒、水槽、直流电源、电流表、鳄鱼夹、导线、砂纸。
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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影响铝合金氧化着色的因素
铝的阳极氧化法是把铝作为阳极，置于硫酸等电解液中，施加阳极电压进行电解，在铝的表面形成一层致密的Al2O3膜，该膜是由致密的阻挡层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。
阳极氧化膜可分为两大类：多孔质型—在硫酸、草酸等酸电解浴中生成并垂直于表面形成非常细微的孔的膜;壁垒型—是在硼酸铵等中性盐电解浴中生成的无孔的极薄的膜，这种膜通常被用于电解电容器等。
目前，单一的阳极氧化铝合金建筑型材在实践中的应用已明显减少，而以其为基础的电解着色氧化膜、有机着色氧化膜以及瓷质氧化膜、硬质氧化膜、仿不锈钢氧化膜等得到广泛应用，一般来说，影响铝合金氧化着色的因素如下：
1.电解溶液中杂质的影响
铝合金制品着色好坏程度，绝大部分取决于氧化膜的形成质量。
因此，在硫酸阳极氧化溶液中，杂质对氧化膜的影响不容忽视，其杂质主要是铜、铁、铝等金属离子及有机杂质污染物，要及时清除掉，保持溶液的正常使用范围。
(1)铜离子会置换沉积到铝制件表面上，造成氧化膜松孔，并降低透明度、防蚀能力和电绝缘性能，因此，铜离子含量不允许超过0.02g/L。
(2)氯离子来自自来水或冷却管破裂后冷却水，氯离子含量应低于0.2g/L，否则所生成的氧化膜粗糙而疏松，严重时铝件表面受浸蚀(击穿)。
(3)铝离子电解液中铝离子是逐步增长的，当含量大于25g/L时，电解液导电性能下降，制件表面呈现白点或块状白斑，并使膜层吸附能力下降，染色困难。
(4)铁离子电解液中铁离子不允许超过0.2g/L，否则要出现暗色条纹斑点。
(5)有机杂质会阻碍氧化膜的生成，膜吸附油污后，使着色不均匀，出现花斑。
2.影响氧化膜着色质量的因素
(1)若前处理除油过程进行不彻底，会造成膜层出现明显的白花斑，给着色带来困难。
(2)电解溶液中Sn盐浓度过低时，上色速度慢，当浓度高于25g/L着色速度快，但不易掌握，往往产生色差较大。
(3)着色温度对着色有很大影响，温度低于15℃时上色速度慢，过高则着色膜发雾，且Sn盐容易水解反原，造成槽液混浊。
(4)时间:着色时间长短也会影响到着色质量和耐色性，如着色时间短，色浅易退色，时间长，色泽过深，表面易发花。
(5)着色电压较低时，着色速度慢，颜色变化慢，容易产生色调不均，当电压较高时，着色速度快，着色膜易剥落。
(6)无论在阳极氧化成膜或电解着色中，都要添加以表面活性剂为主的添加剂和稳定剂，其目的是于稳定成膜速度与膜厚，抑制氧化膜的溶解和改善着色的均匀性。
此外，pH值、水质、着色槽材料均对着色质量有一定影响，只有确保各参数在控制的范围之内，才能保证电解着色氧化膜的质量。
文章来自：中国铝管交易网。