(参考资料)铝及铝合金阳极氧化处理
铝表面阳极氧化处理方法
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、人工搬运手印（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。
表-1 脱脂及主要工艺脱脂方法溶液组成用量g/L 温度/度时间min 后处理备注有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当无浸蚀表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80 适当. 水清洗无浸蚀碱性溶液NaOH 50-200 40-80 0.5-3 水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化，硝酸可用稀硫酸+铬酸代替十二水磷酸钠NaOH硅酸钠40-608-1225-30 60-70 3-5 水清洗NaOH可用40-50g/L 碳酸钠代替，总碱度按NaOH计算为1.6%-2.5%多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂15.64.84.84.80.3ml0.1ml 60 12-15 水清洗使用前搅拌4个小时十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂50-7025-353-5 75-85 3-5 水清洗碳酸钠磷酸钠25-4025-40 75-85 适当水清洗磷酸钠碳酸钠NaOH 20106 45-65 3-5 水清洗强碱阻化除油剂40-60 70 5 水清洗除油不净可延长处理时间酸性溶液硫酸50-300 60-80 1-3 水清洗硝酸162-354 常温3-5 水清洗松化处理磷酸硫酸表面活性剂3075 50-60 5-6 水清洗磷酸（85%）丁醇异丙醇水100%40%30%20% 常温5-10 水清洗溶液组成以体积记电解溶液阳极氧化用电解质常温适当交流电或阴极电流电解NaOH 100-200 常温0.5-3 水清洗后中和铝制品为阴极，电流密度为4-8A/dm2乳化溶液石蜡三乙醇胺油酸松油水8.0%0.25%0.5%2.25%89% 常温适当水清洗溶液组成以体积记有机溶剂是利用油脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂，常用的溶剂有汽油、煤油、乙醇、乙酸异戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。
阳极氧化的原理及相关知识
阳极氧化的原理及相关知识铝/铝合金阳极氧化的原理内容：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 宀H2在阳极上,40H -4e T 2H2O + O2, 析出的氧不仅是分子态的氧（02）,还包括原子氧（0）,以及离子氧（0-2）,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1203膜：4A1 + 302 = 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。
铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来，我国的铝氧化着色工艺技术发展较快，很多工厂已采用了新的工艺技术，并且在实际生产中积累了丰富的经验。
已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多，可以根据实际生产需要，从中选取合适的工艺。
铝及铝合金阳极氧化性能介绍
铝及铝合金阳极氧化性能介绍为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？一、阳极氧化的原理阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。
按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。
二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制1、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。
铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。
2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，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,影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。
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、变形铝合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。
2xxx系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。
3xxx系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-Mn金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。
铝及铝合金铬酸阳极氧化
铝及铝合金铬酸阳极氧化铝及其合金应用铬酸阳极化工艺所获得的氧化膜随基材成分的差异，溶液配方的不同，呈现出不透明的灰白色至深灰色，色泽自然，外观与塑料制品相似，兼有瓷质感，有一定的装饰性能。
此工艺对铝及其合金的溶解度极小，适于有精度和粗糙度要求的工件选用，对于不适宜采用硫酸法阳极氧化工艺的铆接件、点焊件、压铸件和浇铸件都可用铬酸电解液进行阳极氧化处理，且这类工件缝隙中滞留的少量铬酸溶液对基材也不会产生有害的影响。
本工艺所获得的氧化膜层耐磨性较差，膜层很薄，只有3～5μm。
选用前先要了解工件的使用环境。
对加工后的成品要妥善包装，以防在运输过程中互相摩擦而损伤膜层表面。
646．根据精度要求选择工艺配方铬酸阳极氧化的工艺配方比较简单，溶液组成只有铬酸一种，但随着阳极化件的精度和表面粗糙度的不同要求，选用的工艺配方和工艺条件也稍有区别，在此仅举两种配方。
(1)用于高精度和有粗糙度要求的制件铬酐 30～40g／LJA 0．4～O．6A／dm2T 38～42℃t 50min电压 0～45V电压调节方法见图l0-3。
(2)用于一般钣余制件电压调节方法见图l0—4。
647．工艺条件变化对氧化膜质量的影响(1)电流密度。
由于阳极化处理过程中电流是受电压支配的，蝴要严格控制每一周期中的电压，以避免因此而引起工件受到侵蚀。
蝴个阳极化过程中电流密度如基本能控制在各自的工艺范围之内的话钥则都能获得理想的膜层质量，若电流密度过小，难以形成氧化膜；嘲流密度过大，所获得的氧化膜色暗并出现粉末。
(2)阳极氧化时间。
阳极氧化时间过短所获得的氧化膜发白并较薄；阳极氧化时间过长所获的氧化膜会出现疏松并发暗。
(3)电压要根据不同配方中各自电压调节图所示次序按阶梯式遣增。
稍有疏忽即有可能因初始电压过高造成工件烧毁。
(4)电解液温度的影响。
温度过高时氧化膜呈暗灰并有灰霜；温度太低时不易形成氧化膜。
648．严防电流突然上升击穿工件由于铬酸阳极化工艺要求的电压较高，阳极化过程中如发现电流突然上升，则说明此时某一工件表面生成的氧化膜已被电流击穿，应立即关闭电源，提出工件检查，检查时要严防未击穿件与夹具之间的位置受到变动，要将已被击穿的工件卸下来，视其击穿部位和击穿程I度，决定是否回用，对能回用的工件可退除膜层后重新氧化。
铝及铝合金阳极氧化
铝及铝合金阳极氧化一片绿叶编写0 内容提示本文简要介绍了铝及铝合金阳极氧化的原理和阳极氧化方法的种类，着重介绍硫酸直流电阳极氧化。
对硫酸阳极氧化的工艺规范和操作条件、溶液配制和调整方法、常见估障判断及排除等作了较为详细的介绍。
铝合金成分对氧化膜形成及质量的影响、新老涂覆标记的含义等相关内容也结合我所实际情况作了介绍。
通过对本文内容的学习，能够正确掌握硫酸直流电阳极氧化的操作技能，准确控制氧化质量，做出符合质量标准的产品。
1 概述铝是最为丰富的元素之一，地壳内含量仅次于氧和硅。
铝的产量仅次于钢铁。
铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好，反光性强，色泽美观、无磁性、耐热性好，以及塑性和成形性好，无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料，因此在许多部门得到广泛应用。
铝及铝合金暴露在空气中，其表面会自然行成一层致密的氧化膜，但这层氧化膜的厚度极薄，只有几纳米到几十纳米，不足以防止恶劣环境下的腐蚀，同时，铝的硬度也不高，在使用过程中不能防止磨擦而造成的破坏。
因此，铝及铝合金制品需要针对其不同用途采取不同的保护措施。
对铝和铝合金进行阳极氧化就是一种十分有效的方法。
通过阳极氧化可以获得5～30μm厚的人工氧化膜(在一些特殊条件下氧化膜的厚度可以达到100μm以上)，从而可显著提高铝及铝合金的各种性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。
2 铝阳极氧化膜形成的基本原理铝阳极氧化实际上就是水的电解。
电解液通电后在电流的作用下发生水解，在阴极上放出氢，即H++e 1/2H2↑在阳极上释放电子，即4HO—－4e 2H2O+2O↑其中一部分新生(原子)氧与铝(阳极)反应，生成氧化铝膜，2Al3++3O22—Al2O3+热量。
＋－产生氧气形成Al2O3 释放氢气H2↑并产生热量阳极阴极电解液图1 铝阳极氧化示意图在不同的处理条件下，阳极上可能发生如下几种情况：a 阳极上的生成物是可溶的，即边生成边溶解，这可理解为不能在阳极上生成氧化膜。
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是由铝和其他元素（如铜、锰、钛、镁、锌、铬、钒等）合金而成的通用术语，它具有良好的加工性能、耐蚀性、耐热性、耐磨性和电热性，在工业界有广泛应用。
铝合金的表面处理工艺主要是给表面涂覆一层氧化膜或者涂覆润滑剂，用于防止腐蚀，延长寿命。
本文主要讨论的是铝合金的阳极氧化及其表面处理。
阳极氧化，也称为特殊涂覆，是一种物理化学过程，其中氧和铝发生反应，形成一层厚、无机铝氧化物薄膜，可以有效改善铝合金表面的耐腐蚀性，达到表面功能化的目的。
阳极氧化特殊涂覆可以根据客户的要求调整涂覆的厚度，以满足不同的表面处理需求。
一般来说，阳极氧化涂覆的厚度可以在20微米～200微米之间，耐腐蚀性随涂覆厚度的增加而增强，但同时阻力也会增大，这需要根据实际使用条件来确定。
在阳极氧化工艺中，首先用特殊涂料在铝合金表面上塑形，在静电环境下喷涂，然后将涂覆层经过烘干及固化步骤，最后进行定向拉伸处理，以增强涂覆层的耐冲击性、耐热性和可塑性，使表面的硬度、光洁度、耐磨性得到提高，使用寿命更长。
阳极氧化技术可以满足不同表面处理要求，如磨砂处理、抛光处理、颜色膜处理等表面处理方法。
磨砂处理是常用的表面处理工艺，可以有效改善铝合金表面耐腐蚀性，达到表面除溅物的效果，而且可以轻松清理表面，使表面显得平整、光滑。
抛光处理是一种非常美观的表面处理工艺，可以提高铝合金表面的光泽度，使表面分子构型几乎不变，从而改善表面的耐腐蚀性和装饰性。
颜色膜处理可以通过金属氧化物变换技术，在铝合金表面形成一层厚度可控的陶瓷氧化膜，改善表面耐腐蚀性，并将铝合金表面染上一层多样化的颜色，从而达到装饰性和保护性的目的。
铝合金阳极氧化及其表面处理是目前工业界最常用的表面处理工艺，它可以有效改善表面耐腐蚀性，延长使用寿命，并可以根据客户的要求调整涂覆的厚度，和方法，以满足不同的表面处理要求，如磨砂处理、抛光处理、颜色膜处理等。
但是，一定要注意，在这一过程中，应加强对表面处理质量的把控，以保证铝合金的使用性能和耐久性。
铝及铝合金阳极氧化分类及主要用途
以提高漆或其他有机物膜与基体的结合力。 （6）电镀 底层。利用阳极氧化膜的多孔性，可提高金属电镀层与 基体之间的结合力。
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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、装饰膜层等。 （5）按氧 化膜的颜色可分为：银白色氧化
、有色膜氧化等。 （6）按氧化膜的成膜速度可分为： 普通阳极氧化法、快速阳极氧化法。 铝及铝合金阳极
氧化的主要用途
（1）防护。阳极氧化膜在空气中稳定性较好，可提高铝 及铝合金制品表面的耐蚀性能。 （2）防护与装饰层。 在酸性溶液中，进行阳极氧化
得到的膜层具有较高的透明度，着色后能得到各种鲜艳 的色彩，在特殊工艺条件下还可以得到具有瓷质外观的 氧化层。 （3）耐磨。阳极氧化
膜具有很高的硬度，可以提高制品表面的耐磨性。 （4） 电绝缘。阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和介电强度， 电绝缘性较好，可用做电解电
容器的电介质或电器制品的绝缘层。 （5）喷漆底层。 阳极氧化膜具有多孔性和良好的吸附性，可作为喷漆底 层或其他有机覆盖层的底层，可
。 因此，阳极氧化比化学氧化有着更广泛的应用前 来越多。 铝及铝合金阳
极氧化分类 （1）按电解液的主要成分可分为：硫酸阳 极氧化、草酸阳极氧化、铬酸阳极氧化等。 （2）按操 作温度可分为：常温阳
极氧化和低温阳极氧化。 （3）按性能及用途可分为： 普通常用阳极氧化和特种阳极氧化，如硬质阳极氧化、 瓷质阳极氧化。 （4）
金属表面阳极氧化是指金属在电解质溶液中，被处理的 零件作为阳极，耐腐蚀性导电材料作为阴极，通过电化 学的处理方法，在金属表面生成具有
耐磨性、耐腐蚀性及其他功能或装饰性的转化膜层的工 艺过程。 阳极氧化的处理对象主要是有色轻金属材料， 特别是铝及铝合金、镁合金、钛
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。
铝及铝合金的阳极氧化
H2O －2e → [O] + 2H+ 2Al + 3[O] → A12O3 ＋ 1670kJ
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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
铝及铝合金的阳极氧化
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。
铝制品的阳极氧化处理
铝制品的阳极氧化处理铝（纯铝）及铝合金（硅铝、镁铝）其表面形成的硬化膜---阳极氧化膜，具有高硬度，其显微硬度为HV=350～500KG/平方毫米（比基体硬度提高400倍），厚度为35～55µm左右。
由于氧化膜具有防腐、防护、装饰及具有耐磨性、绝缘性（当膜厚度为35µm时，其击穿电压为450V，如采用酚醛树脂封孔，其击穿电压可提高1～2倍，绝缘电阻值为500～1000KΩ）。
因而广泛应用于工业（如汽缸筒、活塞）和电子（如超声高频焊头）、电器产品上。
又由于氧化膜具有良好吸附性与涂层及有机层能牢固结合，因而常用作于家庭不粘厨具、煲类及煎锅类产品上；其好处是：１防静电．；２表面镁光！；３赖磨。
在酸性电解液中，以铝为阳极，经过电解使铝表面产生氧化膜的材料保护技术。
铝的阳极氧化有多种电解液，但基本上是以硫酸、铬酸、乙二酸或硼酸为主要组分配制的。
其中最常用的是硫酸基的。
电源可采用直流、交流或交变直流的。
电压在5～25伏间，温度低于25℃。
电解过程中，氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。
这种膜初形成时还不够细密，有一定的电阻，使电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。
随着膜厚度的增长，电阻变大，电解电流变小，而与电解液接触的外层氧化膜同时发生化学溶解，在铝表面形成氧化物的速度渐与化学溶解的速度平衡时，这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度。
铝的阳极氧化膜的结构与其他转化膜有所不同,靠近基体金属部分的是0.01～0.1微米的致密层，其上是许多空心六角柱体所构成的蜂房状层，总厚度为2～100微米不等。
由各种电解液产生的阳极氧化膜色调不一，有的是整体着色的，多用于建筑工业，有的可以染料着色或利用水解和复分解的方法，使形成的颜料沉积在六角柱的空心部分，增加美感。
最后还需要进行封闭和烘干。
有阳极氧化铝膜的铝材，抗蚀性有时优于经过铬酸盐处理的铝材。
这种铝材除在建筑工业和日用五金产品方面广泛使用外，也用于飞机、汽车、民用船舶。
1.铝合金阳极氧化实用工艺及全参数理论指导
铝及铝合金的阳极氧化工艺与参数指导1 铝及铝合金阳极氧化处理的起因铝及其合金在大气中其表面会自然形成一层厚度为40 ~ 50 A薄的氧化膜。
虽然能使金属稍微有些钝化，但由于它太薄，孔隙率大，机械强度低，不能有效地防止金属腐蚀。
经过阳极氧化处理，可以使铝及其合金表面获得一层比自然氧化膜厚得多的致密膜层(从几十微米甚至到几百微米)。
这层人工氧化膜再经过封闭处理，无晶型的氧化膜转变成结晶型的氧化膜，孔隙也被封闭，因此使金属表面光泽能长久不变，抗蚀性能、机械强度都有所提高，经染色还可获得装饰性的外观。
由于铝及其合金制品经过阳极氧化后具有许多特点，所以铝阳极氧化工艺在铝制品表面处理中广为应用。
经过阳极氧化后的铝制品耐蚀能力很好。
硫酸阳极氧化法所得的氧化膜厚度可在5 - 20微米之间，硬度较高，孔隙率大，吸附性强，容易染色和封闭。
而且具有操作简便、稳定、成本低等特点，故应用最为广泛。
2 铝及铝合金阳极氧化上膜原理当把零件挂在阳极上，阴极用铅棒，通入电流后，发生如下反应：阴极上 2H+ + 2e → H2 ↑阳极上 Al-3e → Al3+6OH- → 3H2O+3O2-2Al3+ + 3O2- → Al2O3 + 399 (卡)硫酸还可以与Al、Al2O3 发生反应2Al + 2H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2↑Al2O3 + H2SO4 → AL2(SO4)3 + 3H3O铝阳极氧化膜的生长是在“生长”和“溶解”这对矛盾中产生和发展的。
通电后的最初数秒钟首先生成无孔的致密层(叫无孔层，或阻挡层)，它虽只有0.01 ~ 0.015Am，可是具有很高的绝缘性。
硫酸对膜产生腐蚀溶解。
由于溶解的不均匀性，薄的地方(孔穴)电阻小，离子可通过，反应继续进行，氧化膜生长，又伴随着氧化膜溶解。
循环往复。
控制一定的工艺条件特别是硫酸浓度和温度可使膜的生长占主导地位。
2.1 铝及铝合金阳极氧化过程机理：a.膜的电化学生成过程b.膜的化学溶解过程。
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．
铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅材料
铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程及原辅材料引言：阳极氧化是一种常用的铝及铝合金表面处理方法，可以提高铝的耐腐蚀性和硬度，同时给铝表面提供了多种色彩选择。
在工业、建筑和家具等领域广泛应用。
本文将介绍铝及铝合金阳极氧化着色的工艺流程及所需的原辅材料。
一、铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程：1.切割和成型：首先将铝或铝合金材料进行切割和成型，以得到所需的形状和尺寸。
2.去油：将铝材料表面的油污、杂质等清洗干净，可以采用溶剂或碱性清洗剂进行清洗。
3.酸洗：经过去油后的铝材料需要进行酸洗，以去除表面的氧化物、锈蚀物等，常用的酸洗剂有硫酸、草酸等。
4.除矾：铝材料中含有一定的矾土，在酸洗过程中需要除去，可以采用碳酸钠溶液进行除矾处理。
5.阳极氧化：将铝材料放入含有稳定氧化剂的电解液中，通过电流作用，使铝表面形成一层致密的氧化膜。
常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
6.染色：经过阳极氧化处理后的铝表面是无色的，染色是给铝表面涂上不同颜色的染料，以达到不同的视觉效果。
常用的染料有无机染料和有机染料两种，无机染料耐光、耐高温性能好，有机染料颜色鲜艳，但耐光、耐高温性能较差。
7.封闭：染色后的铝材料需要通过封闭处理来提高色彩稳定性和耐腐蚀性，常用的封闭剂有热水封闭、冷水封闭、热气封闭等。
二、铝及铝合金阳极氧化着色所需的原辅材料：1.铝或铝合金材料：作为阳极氧化的基材。
2.去油剂：用于去除铝材料表面的油污、杂质等，常用的去油剂有溶剂或碱性清洗剂。
3.酸洗剂：用于去除铝材料表面的氧化物、锈蚀物等，常用的酸洗剂有硫酸、草酸等。
4.除矾剂：用于除去铝材料中的矾土，常用的除矾剂有碳酸钠溶液。
5.电解液：用于进行阳极氧化，常用的电解液有硫酸、硫酸铝等。
6.染料：用于给阳极氧化后的铝表面涂上不同颜色的染料，常用的染料有无机染料和有机染料。
7.封闭剂：用于提高染色后的铝表面的色彩稳定性和耐腐蚀性，常用的封闭剂有热水封闭、冷水封闭、热气封闭等。
铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释
铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、建筑等领域的重要材料。
在实际应用中，铝合金的硬度对其性能和使用寿命具有重要影响。
为了提高铝合金的硬度和耐磨性，一种常用的方法是进行阳极氧化处理。
阳极氧化是一种通过在铝表面形成氧化层来增加其硬度和改善其耐蚀性的表面处理技术。
这种氧化层一般由氧化铝所组成，具有较高的硬度和附着力。
通过阳极氧化处理，铝合金的表面可以形成一层坚硬的保护层，从而提高其抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能。
铝合金基材的硬度是影响阳极氧化效果的重要因素之一。
较高的基材硬度可以促进氧化膜的形成，并增加其硬度和厚度。
另外，基材硬度还会影响氧化膜的致密程度和孔隙度，进而影响阳极氧化层的耐蚀性和耐磨性。
然而，铝合金基材的硬度受到多种因素的影响，包括合金成分、热处理工艺、冷变形等。
不同的合金和处理方式会导致不同的硬度值和硬度分布。
因此，在进行阳极氧化处理之前，需要对铝合金基材的硬度进行测试和评估，以选择合适的处理参数和工艺条件。
本文旨在通过对铝合金基材硬度和阳极氧化的研究，探讨其相互关系及对铝合金性能的影响，为铝合金的应用和加工提供科学依据和技术支持。
在下面的章节中，我们将深入讨论铝合金基材硬度的影响因素以及阳极氧化对铝合金基材硬度的影响。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
在引言部分，我们将提供一个概述来介绍铝合金基材硬度和阳极氧化的背景和重要性。
我们还将介绍文章的结构，向读者阐明本文的主要内容和安排。
最后，我们将阐明本文的目的，即为了研究和分析铝合金基材硬度和阳极氧化之间的关系。
在正文部分，我们将首先探讨铝合金基材硬度的相关知识。
我们将介绍铝合金基材硬度测试方法、硬度的定义和影响硬度的因素。
然后，我们将转向讨论阳极氧化的过程、方法和应用。
我们将探讨阳极氧化对铝合金基材硬度的影响，并讨论可能的机理和原因。
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（三）电流密度的影响 提高电流密度则膜层生长速度加快，氧化时间可以缩短，膜层化学溶解量减少，膜较
（一）硫酸的质量浓度的影响 硫酸的质量浓度高，膜的化学溶解速度加快，所生成的膜薄且软，空隙多，吸附力强，
染色性能好；降低硫酸的质量浓度，则氧化膜生长速度较快，而空隙率较低，硬度较高，耐 磨性和反光性良好。
（二）温度的影响 电解液的温度对氧化膜质量影响很大，当温度在 %*’ ) &*’ 之间时，所生成的氧化
表 ) * + * ! 硫酸阳极氧化的工艺规范
溶液组成的质量浓度 , -·. * !
硫酸 铝离子 01+ 2 工艺规范
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直流法
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第三章 铝及铝合金的阳$ %
第二节 阳极氧化膜的形成机理
铝及其合金的阳 极 氧 化 所 用 的 电 解 液 一 般 为 中 等 溶 解 能 力 的 酸 性 溶 液，铅 作 为 阴 极，仅起导电作用。铝及其合金进行阳极氧化时，在阳极发生下列反应：
-+ . / +0 !. 1 +- 1 +23 1 4. !23+ .4
在阴极发生下列反应： +- 1 1 +0 !-+ "
同时酸对铝和生成的氧化膜进行化学溶解，其反应如下： +23 1 ,- 1 !+234 1 1 4-+ " 23+ .4 1 ,- 1 !+234 1 1 4-+ .
氧化膜的生成与溶解同时进行，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜的厚度不 断增加；随着厚度的增加，其电阻也增大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜溶解速 度相等时，膜的厚度才为一定值。
第三节 铝及其合金的阳极氧化工艺
铝及其合金阳极氧化的方法很多，这里主要介绍常用的硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧 化和草酸阳极氧 化。 铝 及 其 合 金 的 其 他 阳 极 氧 化 法 还 有 硬 质 阳 极 氧 化、瓷 质 阳 极 氧 化 等。
一、硫酸阳极氧化
在稀硫酸电解液中通以直流或交流电对铝及其合金进行阳极氧化。可获得 %!( $ &"!( 厚，吸附性较好的无色透明氧化膜。该法工艺简单，溶液稳定，操作方便。表 ) * + * ! 是硫酸阳极氧化的工艺规范。
温度 ! ’ 阳极电流密度 ! ,·-. $ & 电压 ! 3 氧化时间 ! .45 适用范围
直流法
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%( ) &(
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*/1) 2
%0 ) &(
%2 ) &*
&* ) 1*
2*
一般铝及铝合金装饰
纯铝和铝镁合金装饰
交流法
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%0 ) +* &* ) 1* 一般铝及铝合金装饰
& " 氧化膜的绝热性。铝氧化膜是一种良好的绝热层，其稳定性可达 #&!!*，因此在 · &!+ ·
第三章 铝及铝合金的阳极氧化工艺
瞬间高温下工作的零件，由于氧化膜的存在，可防止铝的熔化。氧化膜的热导率很低，约 为 ! " #$%&（’ (·)）* $ " +,&（’ (·)）。
, " 氧化膜的结合力。阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们 分离，即使膜层随基体弯曲直至破裂，膜层与基体金属仍保持良好的结合。
# " 氧化膜结构的多孔性。氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，膜层的空隙率决定于电解 液的类型和氧化的工艺条件。氧化膜的多孔结构，可使膜层对各种有机物、树脂、地蜡、 无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成 各种不同的颜色，提高金属的装饰效果。
’ " 氧化膜的耐磨性。铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性。当膜 层吸附润滑剂后，能进一步提高其耐磨性。
( " 氧化膜的耐蚀性。铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性，其耐蚀能 力与膜层厚度、组成、空隙率、基体材料的成分以及结构的完整性有关。为提高膜的耐蚀 能力，阳极氧化后的膜层通常再进行封闭或喷漆处理。
) " 氧化膜的电绝缘性。阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用作电解 电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。
第七篇 化学转化膜新工艺、新技术
第三章 铝及铝合金的阳极氧化工艺
第一节 概 述
阳极氧化是指在适当的电解液中，以金属作为阳极，在外加电流作用下，使其表面生 成氧化膜的方法。通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件， 可以获 得 具 有 不 同 性 质、厚 度 在 几 十 至 几 百 微 米（ 铝 自 然 氧 化 膜 层 厚 ! " !#!!$ % ! " !#&!$）的阳极氧化膜。下面所述的是铝及其合金的氧化膜的性质和用途。
此外，还可以通过阳极氧化的电压一时间曲线来说明氧化膜的生成规律（图 5 / 4 / $）。
图 5 / 4 / $ 阳极氧化特性曲线与氧化膜生长过程示意图
整个阳极氧化电压—时间曲线大致分为三段：
· 6!% ·
第七篇 化学转化膜新工艺、新技术
第一段 ! ：无孔层形成。曲线 "# 段，通电刚开始的几秒到几十秒时间内，电压由零 急剧增至最大值，该值称为临界电压。表明此时在阳极表面形成了连续的、无孔的薄膜 层。此膜的出现阻碍了膜层的继续加厚。无孔层的厚度与形成电压成正比，与氧化膜在 电解液中的溶解速度成反比。
第二段 $：多孔层形成。曲线 #% 段，电压达到最大值以后，开始有所下降，其下降幅 度为最大值的 !"# $ !%# 。表明无孔膜开始被电解液溶解，出现多孔层。
第三段 &：多孔层增厚。曲线 %’ 段，经过约 &"’ 的氧化，电压开始进入平稳而缓慢的 上升阶段。表明无孔层在不断地被溶解形成多孔层的同时，新的无孔层又在生长，也就 是说多孔层在不断增厚，在每一个膜胞的底部进行着膜的生成和溶解的过程。当膜的生 成速度和溶解速度达到动态平衡时，即使氧化时间再延长，氧化膜的厚度也不会再增加， 此时应停止阳极氧化过程。