1、鋁表面陽極氧化處理方法正式 版鋁表面陽極氧化處理方法 一、表面預處理無論采用何種方法加工的鋁材及制品，表面上都會不同程度地存在著污垢和缺陷，如灰 塵、金屬氧化物（天然的或高溫下形成的氧化鋁薄膜） 、殘留油污、瀝青標志、人工搬運手 印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物） 、焊接熔劑以及腐蝕鹽類、金屬毛刺、輕微的劃擦 傷等。 因此在氧化處理之前， 用化學和物理的方法對制品表面進行必要的清洗， 使其裸露純 凈的金屬基體， 以利氧化著色順利進行， 從而獲得與基體結合牢固、 色澤和厚度都滿足要求 且具有最佳耐蝕、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。（一）脫脂鋁及鋁合金表面脫脂有有機溶劑脫脂、 表面活性劑脫脂、

2、堿性溶液脫脂、 酸性溶液脫脂、電解脫脂、乳化脫脂。幾種脫脂方法及主要工藝列于表-1。在這些方法中，以堿性溶液特別是熱氫氧化鈉溶液的脫脂最為有效。表-1 脫脂及主要工藝脫脂方法 溶液組成 用量g/L 溫度/度 時間min 后處理 備注有機溶劑 汽油、四氯化碳、三氯乙烯等 適量 常溫或蒸汽 適當 無浸蝕表面活性劑 肥皂、合成洗滌劑 適量 常溫 -80 適當 . 水清洗 無浸蝕堿性溶液 NaOH 50-200 40-80 0.5-3 水洗后用 100-500g/L 硝酸溶液中和及除掛灰 脫脂兼腐蝕除去自然氧化，硝酸可用稀硫酸+鉻酸代替十二水磷酸鈉 NaOH 硅酸鈉 40-608-1225-30 60

3、-70 3-5 水清洗 NaOH 可用 40-50g/L 碳酸鈉代替，總堿度按 NaOH 計算為 1.6%-2.5%多聚磷酸鈉碳酸鈉磷酸鈉一水硼酸鈉葡萄糖酸液體潤濕劑15.64.84.84.80.3ml0.1ml6012-15 水清洗 使用前攪拌 4個小時十二水磷酸鈉硅酸鈉液體肥皂 50-7025-353-575-85 3-5 水清洗碳酸鈉磷酸鈉 25-4025-40 75-85 適當 水清洗磷酸鈉碳酸鈉 NaOH 20216 45-65 3-5 水清洗強堿阻化除油劑 40-6070 5 水清洗 除油不凈可延長處理時間酸性溶液 硫酸50-30060-80 1-3水清洗硝酸 162-354常溫3

4、-5 水清洗松化處理磷酸硫酸表面活性劑3075 50-605-6 水清洗磷酸（ 85%）丁醇異丙醇水100%40%30%20% 常溫 5-10 水清洗 溶液組成以體積記電解溶液 陽極氧化用電解質 常溫 適當 交流電或陰極電流電解NaOH 100-200 常溫 0.5-3 水清洗后中和 鋁制品為陰極，電流密度為 4-8A/dm2乳化溶液 石蠟三乙醇胺油酸松油水 8.0%0.25%0.5%2.25%89% 常溫 適當 水清洗 溶液組成以體積記有機溶劑是利用油脂易溶于有機溶劑的特點進行脫脂，常用的溶劑有汽油、 煤油、乙醇、乙酸異戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。有機溶劑僅用于小批量小型的或極污穢的制

5、品 脫脂處理。表面活性劑是一些在很低的濃度下，能顯著降低液體表面張力的物質。常用于脫脂的表面活性劑有肥皂、合成洗滌劑、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等。堿性脫脂溶 液的配方非常多，傳統工藝采用磷酸鈉、氫氧化鈉和硅酸鈉，其中磷酸鈉和硅酸鈉有緩蝕、 潤濕、穩定作用，溶液加熱和攪拌有助于獲得最好的脫脂效果。油脂在酸的存在下也能進行水解反應生成甘油和相應的高級脂肪酸。電解脫脂可用陽極電流、陰極電流或交流電。 在堿性溶液中陰極電流脫脂，陽極最好為鍍鎳鋼板。其在鋁及鋁合金表面處理中不常用。孚L化脫脂所用的溶液為互不溶解的水與有機溶劑組成的兩相或多相溶液，并添加有降低表面張力及對各相均有親和力的去污劑。（

6、二）堿蝕劑堿蝕劑是鋁制品在添加或不添加其他物質的氫氧化鈉溶液中進行表面清洗的過程，通常也稱為堿腐蝕或堿洗。其作用是作為制品經某些脫脂方法脫脂后的補充處理，以便進一步清理表面附著的油污贓物；清除制品表面的自然氧化膜及輕微的劃擦傷。從而使制品露出純凈的金屬基體，利于陽極膜的生成并獲得較高質量的膜層。此外，通過改變溶液的組成、溫度、處理時間及其他操作條件，可得到平滑或緞面無光或光澤等不同狀態的蝕洗表面。蝕洗溶液的基本組成是氫氧化鈉，另外還添加調節劑（NaF、硝酸鈉），結垢抑制劑、（葡萄糖酸鹽、庚酸鹽、酒石酸鹽、阿拉伯膠、糊精等）、多價螯合劑（多磷酸鹽）、去污劑。堿洗溶液組成 往往依鋁制品的用途來確定

7、幾種堿洗方法列于表-2。表-2堿蝕洗溶液組成及工藝溶液組成用量% 溫度/度 時間min 備注NaOH 3.5-950-703-10 腐蝕量 10-55g/m2，鋁離子含量 >30-80g/LNaOH 葡萄糖酸鈉或檸檬酸鈉4.5-5.50.15 55 ± 8-10 腐蝕量20 ym,鋁含量5-25g/LNaOH庚酸鈉潤濕劑 50.10.255-701-10 通常清洗用NaOHNaF多聚磷酸鈉潤濕劑1 .20.2 55-70 1-10 表面無光浸蝕NaOH硝酸鈉庚酸鈉 540.155-601-10 表面平滑清洗NaOH磷酸鈉 3-7.55-10 常溫 適當 加入氟化鈉獲光澤白色表面

8、（三）中和和水清洗鋁制品蝕洗后表面附著的灰色或黑色掛灰在冷的或熱的清水洗中都不溶解，但卻能溶于酸性溶液中，所以經熱堿溶液蝕洗的制品都得進行旨在除去掛灰和殘留堿液，以露出光亮基本金屬表面的酸浸清洗，這種過程稱為中和、光澤或出光處理。其工藝過程是制品在 300-400g/L硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室溫下浸洗，浸洗時間隨金屬組成的不同而有差異，一般浸洗時間3-5分鐘。含硅或錳的鋁合金制品上的掛灰，可用硝酸和氫氟酸體積比為 3:1的混合液，于室溫下處理5-15秒。中和處理還可以在含硝酸300-400g/L和氧化鉻5-15g/L的溶液或氧化鉻100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml

9、/L溶液中于室溫下進行。各道工序間 的水清洗，目的在于徹底除去制品表面的殘留液和可溶于水的反應產物，使下道工序槽液免遭污染，確保處理效率和質量。清洗大多采用一次冷水清洗。但堿蝕后的制品普遍采用熱水 緊接著是冷水的二重清洗。熱水的溫度為40-60度。中和處理后的制品經水清洗就可以進行氧化處理，所以這道清洗應特別認真，以防止清潔的表面受污染。否則前幾道工序的有效處 理可能會因最后的清洗不當而前功盡棄。經中和、水清洗后的制品應與上進行氧化處理。在空氣中停留的時間不宜過長，如停留30-40分鐘，制品就需要重新蝕洗和中和。二、陽極化處理鋁制品表面的自然氧化鋁既軟又薄， 耐蝕性差， 不能成為有效防護層更不

10、適合著色。 人 工制氧化膜主要是應用化學氧化和陽極氧化。化學氧化就是鋁制品在弱堿性或弱酸性溶液 中，部分基體金屬發生反應， 使其表面的自然氧化膜增厚或產生其他一些鈍化膜的處理過程， 常用的化學氧化膜有鉻酸膜和磷酸膜，它們既薄吸附性又好，可進行著色和封孔處理，表 -3 介紹了鋁制品化學氧化工藝。 化學氧化膜與陽極氧化膜相比， 膜薄得多， 抗蝕性和硬度比較 低，而且不易著色，著色后的耐光性差，所以金屬鋁著色與配色僅介紹陽極化處理。表-3 鋁制品化學氧化工藝序號 溶液組成 用量g/L 溫度/度 時間min 應用范圍、膜色備注1 碳酸鈉鉻酸鈉氫氧化鈉45142 85-100 10-20 純鋁、AI M

11、g、AI Mn合金、灰色 膜層較疏松2 磷酸鉻酐氟化鈉硼酸 551531 室溫 10-15 各種鋁合金、淺綠色 膜層較 1的好3 重鉻酸鈉鉻酐氟化鈉 3.5-43-3.50.8 室溫 2-3 各種鋁合金、深黃或棕色 溶液 pH=1.5膜層較1的好4 碳酸鈉鉻酸鈉 3215 90-100 3-5 純鋁及含Mg、Mn和Si的合金、也可用于含 Cu量少 的合金、灰色 可做油漆底層5 碳酸鈉鉻酸鈉硅酸鈉 47140.06-1 90-100 10-15 純鋁、Al Mn （淡透明銀色）、Al Mg Si硬狀態、硬的Al Si和Al Mg合金，鮮明金屬色空隙少，不能很好的著色，不宜做油漆底層6 鉻酸鈉氫氧

12、化胺 0.129.670-8020-50 各種鋁合金、灰色有斑點 膜層似搪瓷7 碳酸鈉重鉻酸鉀 20.4590-10010-18 各種鋁合金、灰色 可在酸溶液中發白一）陽極氧化處理的一般概念1、陽極氧化膜生成的一般原理以鋁或鋁合金制品為陽極置于電解質溶液中， 利用電解作用， 使其表面形成氧化鋁薄膜 的過程， 稱為鋁及鋁合金的陽極氧化處理。 其裝置中陰極為在電解溶液中化學穩定性高的材 料，如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽極氧化的原理實質上就是水電解的原理。當電流通過時，在 陰極上，放出氫氣；在陽極上，析出的氧不僅是分子態的氧，還包括原子氧（O）和離子氧，通常在反應中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的

13、氧所氧化，形成無水的氧化鋁膜， 生成的氧并不是全部與鋁作用，一部分以氣態的形式析出。2、陽極氧化電解溶液的選擇陽極氧化膜生長的一個先決條件是， 電解液對氧化膜應有溶解作用。 但這并非說在所有 存在溶解作用的電解液中陽極氧化都能生成氧化膜或生成的氧化膜性質相同。適用于陽極氧化處理的酸性電解液見表 -4。表-4 氧化處理的酸性電解液酸類 電離常數 形成電壓 基膜顏色硫酸 2 X10-2 （第二次電離的H+ ）12-20 透明、無色鉻酸 30-40 不透明、帶白色40-70 透明帶灰色磺基水楊酸氨基磺酸 30-40 帶灰色磷酸 1.1 >10-2 （第一次）7.5 >10-8 （第二次）

14、4.8 >10-13 （第三次）30-40 透明帶白色焦磷酸 1.4 >0-1（第一次）1.1 >0-2（第二次）2.9 >0-7（第三次）3.6 >0-4（第四次） 70-100 帶白色磷鉬酸 100以上 阻擋層硼酸 6.4>10-100-600 阻擋層草酸 6.5>10-2（第一次） 6.1 >10-5（第二次） 40-60 帶黃色丙二酸 1.61 >10-3 （第一次） 2.1 >10-6 （第二次） 80-110 帶褐色丁二酸6.6>10-5（第一次） 2.8>10-6（第二次）120以上白色到黃色順式丁烯二酸 1

15、.5>10-5（第一次） 2.6>10-7（第二次） 150-225 灰黃色檸檬酸8.4>10-1（第一次） 1.8>10-5（第二次） 4.0>10-6（第三次） 120以上 黃褐色酒石酸 1.1 >10-3（第一次） 6.9>10-5（第二次）120以上 黃褐色苯二酸1.26 >10-3 （第一次） 3.1 >10-6 （第二次）100以上 阻擋層亞甲基丁二酸 麻蝕， 40 干涉膜 乙醇酸（羥基醋酸） 1.54>10-4 麻蝕蘋果酸（羥基丁二酸）4>10-4（第一次） 9>10-6（第二次） 麻蝕， 40 干涉膜3、陽

16、極氧化的種類陽極氧化按電流形式分為： 直流電陽極氧化， 交流電陽極氧化，脈沖電流陽極氧化。按 電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機酸為主溶液的自然著色陽極氧化。按 膜層性子分有：普通膜、硬質膜（厚膜） 、瓷質膜、光亮修飾層、半導體作用的阻擋層等陽 極氧化。 鋁及鋁合金常用陽極氧化方法和工藝條件見表-5。其中以直流電硫酸陽極氧化法的應用最為普遍。表-5 鋁及鋁合金常用陽極氧化方法系列 名稱電解液組成電流密度A/dm2 電壓V 溫度/度 時間min 顏色 膜厚卩m備注硫酸 Alumilite （美）硫酸， 10%-20%著色，耐蝕硫酸交流法硫酸，12%-15%AC3-4.5層硫酸硬質膜

17、硫酸，10%-20%DC2-4.5熱八、草酸 英美法草酸，5%-10%DC1-1.5DC1-210-2020-3010-30透明5-30 易17-2813-2520-40透明10-25作油漆底23-100±260以上灰色34-150耐磨隔50-6530 10-30 半透明 15氧化鋁膜（日） 草酸， 5%-10%AC1-280-12020-2920-60 黃褐色 6-18 日用品裝飾，耐蝕，耐磨DC0.5-125-30半透明Eloxal Gxh （德）鋁耐磨草酸，3%-5%DC1-240-6018-2040-60 黃色 10-20 用于純Eloxal Gxh （德）Eloxal Wx

18、 （德）Eloxal WGx （德）DC1-230-453520-30 幾乎無色6-10膜溥、軟，易著色AC2-340-6025-3540-60 淡黃色10-20適用于鋁線AC2-330-6020-3015-30 淡黃色6-20Al Mn合金DC1-240-60硬質厚膜草酸 AC1-20 80-200 3-5 60以上黃褐色約20以上較硫酸膜厚約在600 am下高耐磨DC1-2040-604、陽極氧化膜結構、性質陽極氧化膜由兩層組成，多孔的厚的外層是在具有介電性質的致密的內層上上成長起來的，后者稱為阻擋層（也稱活性層）。用電子a叫為總膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外層主要是又非晶型的氧

19、化鋁及小量的水合氧化鋁所組成，此外還含有電解液的陽離子。當電解液為硫酸時，膜層中硫酸鹽含量在正常情況下為13%-17%。氧化膜的大部分優良特性都是由多孔外層的厚度及孔隙率所覺決定的，它們都與陽極氧化條件密切相關。（二）直流電硫酸陽極氧化1、氧化膜成長機理在硫酸電解液中陽極氧化，作為陽極的鋁制品， 在陽極化初始的短暫時間內，其表面受到均勻氧化，生成極薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱點（如晶界，雜 質密集點，晶格缺陷或結構變形處）發生局部溶解，而出現大量孔隙，即原生氧化中心，使 基體金屬能與進入孔隙的電解液接觸，電流也因此得以繼續傳導，新生成的氧離子則用來氧化新的金屬，并以孔底為中

20、心而展開，最后匯合，在舊膜與金屬之間形成一層新膜，使得局部溶解的舊膜如同得到修補”似的。隨著氧化時間的延長，膜的不斷溶解或修補，氧化反應得以向縱深發展，從而使制品表面生成又薄而致密的內層和厚而多孔的外層所組成的氧化 膜。其內層（阻擋層、介電層、活性層）厚度至氧化結束基本都不變，位置卻不斷向深處推 移；而外早一定的氧化時間內隨時間而增厚。2、氧化膜厚度計算陽極氧化生成的氧化膜厚度從理論上可按法拉第第二定律推導的公式進行計算。cr = Kit式中0為陽極氧化膜厚度 （am）, I為電流密度（A/dm2 ）, t為氧化時間（min）, K為系數（當 氧化鋁密度丫 =kg立方米則K=0.309 ）。上

21、述公式計算的前提是以認為通過的電量全用于氧化 鋁析出，同時也把氧化鋁及膜的密度視為純凈的氧化鋁密集的值。但實際情況并非完全如此，為了使K值更切合實際，應將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密度或孔隙度考慮在 內，即：K = 1.57 n / 丫式中n為電流效率（電極上實際析出的物質量與又總電量換算出的析出物質量之比）。K實值各國取值大小各異，美國有取 0.328、，日本有取0.352、0.364、0.25，中國、俄 羅斯取0.25。3、影響氧化膜生長和質量的因素當電解液的溫度從 20度上升到 30度， 膜的溶解速度約增加 3倍。 隨電流密度的增加， 制 品被養護的金屬量、 表面生成的鋁氧化膜

22、厚度都隨著增加。 硫酸濃度對氧化膜厚度的影響不 大，為獲得中等厚度、多孔而易于著色和封閉、抗蝕性較高的膜層，濃度最好為15%-20% ；溶液用去離子水要求氯離子 15mg/L、鐵離子1mg/L、硫酸根離子30mg/L，電阻率為5X10 的5-6次方Q ?cm溶液中雜質允許的最大含量鋁離子20g/L，銅離子2g/L，鐵離子5g/L ,氯離子 0. 1 g/L 。隨著陽極氧化時間的延長，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚 電阻增加、 導電能力下降，膜的生長速度減慢，有的合金即使延長氧化時間，膜的厚度也不 會再增加。 不同的鋁合金的陽極氧化膜有不同的色彩， 純鋁上的膜無色透明， 使金屬的光澤

23、完全保持下來； 高純鋁添加少量的鎂， 膜色不會因氧化時間的延長而改變，當鎂的含量超過2%，膜變暗濁色；鋁硅合金陽極氧化時，硅不會被氧化或溶解，部分進入膜層使膜呈暗灰 色。含硅量大時，陽極氧化前先用氫氟酸浸泡，膜色會有所好轉，一般含硅5%以上的合金不適合做光亮著色制品，含量達 13%就難于進行陽極化處理；含銅的合金，當含量較少時， 膜呈綠色，隨銅含量的增加，膜薄，色調深暗。某些變形鋁合金的陽極氧化處理見表-6。鋁合金在硫酸溶液中陽極氧化，由于氧化膜在表面上形成、生長和溶解， 引起電阻的變化，使過程中的電流、 槽端電壓及電流密度都隨之發生變化。 實際操作中電壓升高不宜太快， 否則 會使生成的膜不均

24、勻。表-6 某些鋁合金陽極氧化處理效果中國合金牌號 主要成分含量 % 適用于保護性陽極氧化 適用于陽極氧化著色 適用于 光亮陽極氧化LG5L3L5LF21LF2LF3LF5LF7LD31L Y11LY12LD8LD2LD5LT1 99.99Al99.8Al99.5Al99.0Al1.25Mn2.25Mg3.5Mg5Mg7Mg0.5Mg、 0.5Si1Si、 0.7Mg1.5Cu 、 1Si、1Mg2Cu、 1Ni、 0.9Mg、 、 0.625Mn、 0.625Mg4.25Cu 、 0.75Si、 0.75Mn、 0.5Mg4Cu 、 2Ni、 1.5Mg2.25Cu 、 1.5Mg、 1.2

25、5Ni1Mg、 0.625Si、 0.25Cu、 0.25Cr1Si、 0.625Mg、 0.5Mn5Si 1 1 11 1 11 2 22 233 3 42 232 233 3 44 4 41 232 3 43 3 44 6 54 6 54 6 54 4 54 452 343 343 6 5注：1 優良；2良好；3 尚好；4可以；5不適合；6只適合于暗的顏色。4、建筑鋁型材陽極氧化工藝建筑鋁材是目前陽極氧化處理的主要產品其中75%-85%是用常規硫酸法處理。 中國建 筑型材標準規定氧化膜的厚度大于10卩爼。建筑鋁材陽極氧化工藝的最佳工藝參數為電解液硫酸15%h2%，鋁離子含量小于 5g/L，

26、溶液溫度21±10C，電流密度（1.3 ±.05） A/dm2，時 間（對LD31合金）30min，則10艸；60分鐘，則可達18m （電壓18V）,溶液用純水配制。（三）其他陽極氧化1、草酸陽極氧化對硫酸陽極氧化影響的大部分因素也適用于草酸陽極氧化，草酸陽極氧化可采用直流電、交流電或者交直流電迭加。用交流電氧化比直流電在相同條件下獲得膜層軟、彈性較小；用直流電氧化易出現孔蝕，采用交流電氧化則可防止，隨著交流成分的增加，膜的抗蝕性提高，但顏色加深，著色性比硫酸膜差。電解液中游離草酸濃度為3%-10%，一般為3%-5% ,在氧化過程中每A?h約消耗，同時每A?h有的鋁溶于電解

27、液生成草酸鋁， 需要消耗5倍于鋁量的草酸。溶液中的鋁離子濃度控制在20g/L以下，當含30g/L鋁時，溶液則失效。草酸電解液對氯化物十分敏感，陽極氧化純鋁或鋁合金時，氯化物的含量分別不應超過，溶液最好用純水配制。電解液溫度升高，膜層減薄。為得到厚的膜，貝U 應提高溶液的pH值。直流電陽極氧化用鉛、石墨或不銹鋼做陰極，其與陽極的面積比為 （1:2） - （1 : 1）之間。草酸是弱酸，溶解能力低，鋁氧化時，必須冷卻制品及電解液。草酸膜 層的厚度及顏色依合金成分而不同，純鋁的膜厚呈淡黃或銀白色，合金則膜薄色深如黃色、 黃銅色。氧化后膜層經清洗，若不染色可用3.43 >10的4次方Pa壓力的蒸

28、汽封孔30-60分鐘。2、鉻酸陽極氧化鉻酸陽極氧化工藝見表-4。氧化過程中應經常進行濃度分析，適時添加鉻酐。電解的陰 極材料可用鉛、鐵、不銹鋼，最好的陽陰面積比為（5: 1） - （10: 1 ）。當溶液中三價鉻離子多時，可用電解的方法使其氧化成六價鉻離子。溶液中的硫酸鹽含量超過0.5%，陽極氧化效果不好，硫酸根離子多時可加入氫氧化鋇或者碳酸鋇使其生成硫酸鋇沉淀。溶液中氯化物含量不應超過0.2g/L。溶液中鉻含量超過70g/L時就應稀釋或更換溶液。鉻酸陽極氧化有電壓周期變化的陽極氧化方法或恒電壓陽極氧化法（快速鉻酸法）兩種。3、硬質（厚膜）陽極氧化硬質陽極氧化是鋁及鋁合金表面生成厚而堅硬氧化膜

29、的一種工藝方法。硬質膜的最大厚度可達250卩m ,純鋁上形成的膜層微硬度為 12000-15000MPa ,合金的一般為4000-6000MPa , 與硬鉻鍍層的相差無幾，它們在低符合時耐磨性極佳，硬質膜的孔隙率約為20%左右，比常規硫酸膜低。某些硬質陽極氧化工藝見表-7。表-7硬質陽極氧化工藝編號電解液溫度/度 電流密度/ （A/dm2 ）始末電壓/V 時間/min 膜厚/卩m始電壓 末電壓1 15% 硫酸 +14-+4.42-2.12612090502 15% 硼酸，4%Na2HC6H5O7 +60-+700.4-0.6100300 240200310%硫酸+10250W/dm215-25

30、806010-130415%硫酸-1-+4.52-2.525-3040-6060-24028-150510%硫酸+8-+102560 6025-606 10%-15% 硫酸 0-+45 交流 10-1260-70中插直流20-24120-1407 6%-8%二水合草酸條件視合金而改變8 6%-7% 硫酸 +3%-6% 有機添加劑+4.5-+18+4.5-+18 1.3-2 10 150 40 659 10%-20% 硫酸 -6-+1030280160115-15010 10%-15% 硫酸 +84 20-2560 6055-8011 5.5% 甲酸，8% 二水合草酸+15-+25 3-6 45

31、 90100-2504、瓷質陽極氧化瓷質陽極氧化鋁及鋁合金在草酸、檸檬酸和硼酸的鈦鹽、鋯鹽或釷鹽溶液中陽極氧化，溶液中鹽類金屬的氫氧化物進入氧化膜孔隙中，從而使制品表面顯示出與不透明而致密的搪瓷或具有特殊光澤的類似塑料外觀的處理過程。瓷質陽極氧化處理工藝流程與常規硫酸陽極氧化基本一致，不同的是瓷質陽極氧化是在高的直流電壓(115-125V)和較高的溶液溫度(50-60度)、電解液經常攪拌、經常調節pH值使之處于1.6-2范圍內的條件進行。三、染色處理 um著色時染料被吸附在孔隙表面上并向孔內擴散、堆積，而且與氧化鋁進行離子鍵、氫 鍵結合而使膜層著色，經封孔處理，染料被固定在孔隙內。(一)有機染

32、料染色1、染料的選擇有機染料品種繁多，依據不同用途和產品檔次選用染料。如可溶性還原染料價格昂貴， 色牢度極佳，故多用于高檔鋁制品金筆、打火機、助聽器的染色；醇溶性染料用于鋁箔染色；油溶性染料用于鋁箔的印花，使用前溶于硝化纖維素系、乙烯樹脂系或聚酰胺樹脂系等亮漆 中，或者溶于烤漆中的三聚氰胺樹脂與環氧樹脂中，印制后在清洗干凈的鋁箔表面形成帶有染料的樹脂膜。用于鋁制品染色的染料類別有酸性染料、酸性絡合染料、酸性媒介染料、直接染料、弱酸性染料、分散染料、可溶性還原染料、活性染料、堿性染料、醇溶染料、油溶 染料等。2、有機染料著色工藝及控制(1) 單色染色：將經陽極氧化、用清水洗凈的鋁制品，浸入規定溫

33、度染液中浸泡，染色的時間依顏色深淺而定、染浴量可控制在與制品體積之比10: 1。(2) 多色染色：若在鋁件上染兩種和多種不同的顏色，如山水、花鳥、任務、文字等，多采用印花工藝來完成，印版可采用型版(鋅版、紙版)和絲網版，可用直接印花法、涂料防 染法、泡沫塑料撲染法等。一般做法是將第一種顏色染色后，對需留下顏色的部位用花版印各種有機染料的染色上保護漆膜，剩余的顏色脫去， 第二、三及更多的顏色依此類推即可。濃度及工藝條件見表 -9。顏色染料名稱濃度g/L溫度0C pH值 時間minAludye 黑色 黑 HBK 8-10 50-60 5.5-6 15-30黑 MBK8-10 50-555-10黑

34、MRL10-1250-605-30黑 BBK10-1250-6015-30黑 DG10 55-60 6.0-7.0 10-30黑 WAL10-1250-5515-30黑 MLW8-1250-605-30Aludye 紅色大紅A2-550-605-5.5 5-10大紅 D4BS <2555-605-10艷紅 MB0.5-550-555-15紅 B 2-555-605.5-6.0 5-15大紅 D4B 2 55-60 5.5-6.0 5-10 紅 SBR <3 50-55 5.0-6.0 5-10 紅 FRB 0.5-5 50-55 5.0-5.5 5-10 艷紅 3B 1-2 50-

35、55 5.5-6.0 5-15 紅 MBES 1-2 55-60 5.0-5.5 5-10 大紅 MBES 1-2 55-60 5.0-5.5 5-10紅RBL255-605-15紅PBL255-605-10紅CFB0.5-5 50-55 6.0-7.0 5-15紅FPR高濃0.5-550-555.0-6.0 5-15大紅FAR高濃0.5-550-555-10桃紅BN0.5-550-556.0-7.0 5-15Aludye 紫色紫VB<250-555-10紫 MFBL <5 50-55 5.5-6.0 5-10紫 RVB <5 50-55 5.0-6.0 5-15紫 MBB&

36、lt;5 50-55 5.0-6.0 5-15酒紅 BL 50-55 5.0-5.5 5-15Aludye 棕色 棕 BRL <2 50-60 4.5-5.0 5-15 棕 CFA 0.5-2 55-60 4.5-5.5 5-15 棕 THM 0.5-5 55-60 5.0-6.0 5-10OL-9 99.09CXIZOQro飆 OLUS9.9O.9 09US9 so ltd 飆 OL-9 99-0.9 09-09 g-CXIoA-H 飆 OL.g 9909 9-90£ 飆間飆 Apn< gvg 026.9 09US9 92 woe< ovg 090.9 09US9

37、 so 80 OLUS099.9 9969CXIV 108<喺 gvg 099.9 0969CXIV 89IAI 喺gvg 0.96.9 9969CXIV lAIog 9L.9 99-0.9 09.99 6 丄 soQr喺 gvg g.geg 9909CXIV |108喺 間喺 Apn< OL-9 OS.寸 09-99CXI-CXIOos<wt(OL-9 02-0.9 99-09 wo 0< wy 9L.9 09-99 9丄 18MW 9L.9 09.99 9-90Jow 9L.9 09-99 9-90w9L-9°Q9 99CXI丄 18N 相ww 9L.9

38、9.寸 9909CXI丄 1<cxl相 9L.9 99-9.寸 9909CXI丄 180相 9L.9 99 30 AA1CXI相 9L.9 0S.寸 99-09CXI丄 8<相坯 間相 Apn< OL-g 99-09 9-90SNOW 0L-9 99-9.寸 99.09CXIV S 山 8IAIW OVL 99.09 92 JQrsWOVL 09-卜CXICXIO輜 0L-9 99.09CXI丄oQroW 9L.9 02-0.9 09-99201OCXIQ 輜間W Apn< 0L.9 02-0.9 9909CXI丄 MN1<M OL.g 99O9CXIV -no飆

39、 9L.9 99.09CXI丄 1OCXI飆 OL.g 09-99 30 S 山 8IAI 飆輜 gvg 9G09 9909cxlzo 18A 飆 OL.g 99-9.寸 09-99 9-90丄$ 飆 0L.9 02-0.9 99.09CXI-CXIO1OQ 飆翠藍 GB 0.5-2 55-60 5.0-6.0 5-15Aludye 灰色 灰 MBL 0.5-2 55-60 6.0-7.0 5-10灰 BRL 0.5-1 50-55 6.0-7.0 5-10灰 2BL 0.1-1 55-60 5.0-6.0 5-10灰 ABL 0.5-10 55-60 6.0-6.5 5-20灰 GBL 0.

40、5-2 55-60 5.5-6.0 5-10灰 VA 0.5-1 50-55 5.0-5.5 5-10灰 G2RC 1-10 55-60 5.0-6.0 5-15灰 GR 1-10 50-55 5.0-5.5 5-15灰 GL 2-5 55-60 6.0-6.5 5-10Aludye 青銅色 青銅 2LW 2-5 55-60 4.0-5.0 5-10 3、著色技術措施（1）用于染色的染料純度越高越好，凡摻有大量填充劑（如元明粉、糊精）的染料染鋁效 果差。批量染色要注意頭續缸染液濃度變化，正確補充以確保顏色深淺一致。（2）采用印花工藝進行多色染色應先淺后深，有黃、紅、藍、棕、黑。染印第二色時，噴

41、 漆應該干燥，使涂料緊貼鋁面，否則染料會浸入，出現毛邊界限不明等。（3）為保證著色均勻、色澤一致，鋁件陽極氧化處理條件必須一致，染色條件也應一致。（4）染色液同純水配制，如用硬水則應加六偏磷酸鹽（濃度小于5% ），以免沉淀生成。染料應完全溶解，否則著色不均，易出現深色斑點。（5）著色槽應用非活性材料如搪瓷、陶瓷、不銹鋼、玻璃等制成，以免引起化學反應造成 染液變質。（6）嚴禁油污進入染液中，否則著色表面容易出現條紋或污斑缺陷。（7）可用混合染料著色，但須注意膜層在染液中可能發生的選擇性吸附，使顏色不調和或 改變色澤， 這樣處理的膜層顏色不如用單一染料的耐曬。 拼色染應將兩種染料分別溶解再置 于染

42、浴。凡酸性染料必須用醋酸調節pH值，醋酸加入量依染料濃度而定，染液pH值在4.5-6加入 98%醋酸約 0.5-1ml/L 。（8） 醇溶性染料用乙醇做溶劑溶解。可溶性還原染料染色后，必須在含有亞硝酸鈉10g/L ，1.84g/cm3硫酸25ml/L，溫度為5060度顯色液中顯色1分鐘。分散染料在水溶液中染色染液 須不停地攪動，分散染料中分散橙GR、分散藍FFR可獲得很滿意的染色效果。其他分散染色前的陽極氧化鋁須用馬來酸、乳酸、酒石酸、5-磺酸基水楊酸等處理再染色。（9） 金屬鋁中含有雜質影響染色，含硅超過25%底膜顯灰色，只宜染深色；含鎂超過1%染色帶暗灰；含錳色淡而且不鮮艷；含銅色純，含鐵

43、、鎳、鉻太多色彩沉悶。（ 1 0 ）某些染液中有硫酸存在，會使膜層著色不上。即使硫酸對染料無影響，也會使染料的pH值下降，導致色調的變化。因此，著色前制品的清洗尤為重要。當用堿性染料著色時， 氧化膜必須用 2%-3%的單寧酸溶液處理， 否則著色不上。 待著色的氧化膜層不應有指印及易 于生成污點的水滴，否則將使這些部位的吸附能力降低。80度的 5ml/L 硫酸（11）為提高氧化膜層的吸附能力，特別是要著深色的制品，著色前可在 溶液中浸泡 1分鐘，或在 40 度下浸泡 15分鐘。（12）著色不理想的制品可在50%硝酸或 5ml/L 硫酸溶液中褪色。某些難于脫除的染料所著色的制品則可在更濃的硫酸或

44、1%的次氯酸鈉溶液中漂白，洗滌后重新著色。（ 13）著色后必須經封孔處理，這對含銅的合金制品尤為重要。若在0.5% 醋酸鎳溶液中封孔，制品表面出現的黑斑可通過添加0.5%硼酸或醋酸使封孔液中的pH值降至，而得到消除或減少到最低限度。（14）為提高制品表面的光亮度，陽極化前可進行拋光處理， 封孔后還可用細絨布等進行拋光或是浸涂熔融的石蠟或是噴涂清漆。（二）無機染料染色到目前為止，耐氣候性的有機染料并不多，膜層顏色在100度以上高溫就會發生改變。而無機染料當溫度超過金屬的熔點時， 其顏色不會發生變化。 無機染料著色有一液法和二液 法。前者指陽極氧化膜浸入一種溶液中，這種金屬鹽在膜孔內水化生成色淀而

45、使膜層顯色。 后者即經陽極氧化的制品先在一種鹽溶液中浸漬， 清洗夠再浸入另一種鹽溶液中， 兩次浸漬 吸附的鹽發生反應生成一種不可溶的沉淀色料， 從而使制品表面顯色。 部分無機染料著色工 藝及配方見表 -10。表 -10 部分無機染料著色工藝及配方顏色 呈色化合物 無機鹽名稱 用量 g/L 溫度 /度 時間 /min 備注紅褐 亞 鐵氰 化銅 硫 酸銅亞 鐵氰化 鉀 10-10010-5080-9080-9010-2021-202CuSo4+Fe （CN ） 6K4 宀Fe （CN ） 6 Cu2+2K2 So4褐色 鐵氰化銅 硫酸銅鐵氰化銅 10-10010-50 80-9080-9010-2

46、021-20 3CuSo4+2Fe（CN ） 6K3tFe （CN ） 6 2Cu3+3K2 So4一乙醇胺氯化鎳 2732 60-70 10重鉻酸銀硝酸銀重鉻酸鉀50-10010-5075755102 AgNO3+ K2Cr2O7t Ag2Cr2O7+2 KNO3深褐色醋酸鈷乙二胺380-90 3硫酸鎳乙二胺 380-905硫化鉛 醋酸鉛硫化銨100-20050-100 9075510PbAc2+(NH4) 2StPbS+2 NH4Ac氫氧化鈷 硝酸鈷雙氧水氨水2 Co(NO3)2+ H2O2+4NH4OHtCo(OH)3+4 NH4NO3黃色 重鉻酸鉛 醋酸鉛重鉻酸鉀 100-20050-

47、1009090 510 PbAc2+ K2Cr2O7tPbCr2O7+2 KAc鉻酸鉛 醋酸鉛鉻酸鉀 100-20050-100 9075510 PbAc2+ K2CrO4 tPb CrO4+2 KAc硫化鎘 醋酸鎘硫化銨 50-10050-1007575 510 Cd Ac2+(NH4) 2StCd S+2 NH4Ac白色 硫酸鉛 醋酸鉛硫酸鈉 10-5010-5050601530 PbAc2+ Na2SOt4 Pb SO4+2NaAc硫酸鋇 硝酸鋇硫酸鈉 10-5010-506060 1530 Ba(NO3) 2+ Na2SO4tBa SO4+2 NaNO3黑色 硫化鈷 醋酸 鈷硫化鈉 5

48、0-10050-100 90-10090-100 10-1520-30 CoAc2+Na2S CoS+2 NaAc氧 化 鈷 二 氧 化 錳 醋 酸 鈷 高 錳 酸 鉀 50-10015-25 90-10090-100 10-1520-30CoAc2+2KMnOQ 2 KAc+ CoO+Mn2 O3+2O2 f藍色 普魯士藍 亞鐵氰化鉀硫酸鐵 10-5010-100 90-10090-100 5-1010-20 Fe2( SO4) 3+3Fe (CN) 6K4 Fe (CN) 63 Fe4+6K2SO4普魯士藍 亞鐵氰化鉀氯化鐵 10-5010-100 90-10090-100 5-1010-

49、20 4 FeCl3+3Fe(CN ) 6K4tFe (CN ) 63 Fe4+12KCl金黃 三氧化二錳 硫代硫酸鈉高錳酸鉀 10-5010-50 90-10090-100 5-105-10橙黃 鉻酸銀 鉻酸鉀硝酸銀5- 1 050- 1 00 7575 105 K2CrO4+2AgNOt32KNO3+Ag2CrO4醋酸銅 1、3-二氨基丙烷301570-80 5醋酸銅乙二胺 301570-80 5金黃 鉻酸鋅氟化鋅硝酸60 10草酸鐵銨 15-25適量40 1-5pH 值 黃茶色 硫酸亞鐵乙二胺301580-90 5青銅色 醋酸鈷高錳酸鉀202230 5-20 pH 值6-7，著色前浸小蘇

50、打液 10g/L 。金色（淺）金色（深）草酸高鐵銨三水合草酸高鐵胺10255050 22其他顏色的著色工藝有： 先浸入銅鹽溶液后浸漬硫化物溶液， 或是從硫酸銅和亞砷酸鈉 之間的反應都可以得到綠色膜層： 橙色膜則從酒石酸銻鉀和硫化氫反應獲得； 古銅色可在含 有氯化鐵的草酸溶液或硫酸亞鐵、 亞鐵氰化鉀和高錳酸鉀的混合溶液中浸漬獲得， 生成的氫 氧化鐵色淀，用沒食子酸或焦性沒食子酸調和，可使之變為深色。用三氧化鉻0.4份、重鉻酸鈉0.35份、氟化鈉0.08份、表面活性劑（C9 烷基酚聚氧乙烯醚）0.5份配成的水溶液，pH 值1.8，于50度將經過硬脂酸處理的鋁粉（50m）浸入，可浸染得淺黃色的鋁粉。

51、將 6份黃金溶于王水，用適量蒸餾水沖淡，另將石灰 30份溶于 160份蒸餾水， 2小時后，將金溶液加入 石灰溶液中，靜止5-6小時，倒去上層水，得金氯酸鈣沉淀；然后加入1000ml的水，再加入硫代硫酸鈉，加熱 10分鐘，不可沸騰，過濾后將鋁浸入即可染成金黃色。將醋酸鈷10-30g/L于 50度浸染鋁制品 2分鐘后清洗，再浸入含高錳酸鉀 5-30g/L 溶液，在 30度處理 2分鐘，可得 古銅色。 交流電解的硫酸膜含有相當數量的游離硫在某些稀鹽溶液中，能與重金屬化合而使膜層著色，見表 -11。著色之前膜層用氨溶液清洗以除去孔隙中殘存的硫酸，這樣可使生成 的硫化物溶解減少，膜層的色調因此加強。表-

52、11 交流電解硫酸膜在稀鹽溶液中著色 鹽溶液 顏色 鹽溶液 顏色 鹽溶液 顏色1%硝酸銀 橄欖棕 2%硫酸銅 綠1%檸檬酸鉍銨 棕2.5%醋酸鉛 深棕紅1%酒石酸銻鉀 橙1%硫酸亞錫 棕黃1% 醋酸鎘 黃 1%硫酸亞鐵銨 橄欖 1%過錳酸鉀 淺黃 1% 醋酸鈷 黑1%二氧化硒 金絲雀黃2% 草酸鐵銨 黑四、封孔處理為了提高鋁件質量和染著色牢固， 著色后必須將氧化膜層的微細孔隙予以封閉， 經過封 閉處理后表面變的均勻無孔， 形成致密的氧化膜。 染料沉積在氧化膜內再也擦不掉， 且經封 閉后的氧化膜不再具有吸附性， 可避免吸附有害物質而被污染或早期腐蝕， 從而提高了陽極 氧化膜的防污染、抗蝕等性能。

53、 常用的著色后的封孔方法有水合封孔、 無機鹽溶液封孔、透 明有機涂層封孔。(一)水合封孔 水合封孔包括沸水封孔和常壓、加壓蒸汽封孔。1、水合封孔的原理 鋁的陽極氧化膜在水中有兩種形式的反應；一是，在80度以下， pH<4 的水中，與水結合成拜耳體三水合氧化鋁， 這種結合僅是物理結合， 過程是可逆的。 另一種是在 80度以上的 中性水中， 氧化鋁與水化合成波米體型的一水合氧化鋁， 這就是通常所指的水合封孔的反應 過程，由于一水合氧化鋁的密度(3014kg/ 立方米)比氧化鋁( 3420kg/ 立方米)的小，體積增大 33%左右，堵塞了氧化膜的孔隙。2、影響沸水封孔的原因(1) 時間、溫度：

54、在其他條件相對一致的前提下，隨封孔時間的延長，膜層結合水量增加， 抗蝕性提高；隨封孔溫度的升高，水化程度提高，抗蝕性增強。(2) pH值、水質：一般在pH值為的封孔液中封孔，膜層不但有良好的抗蝕性而且耐磨性最好。對水中的雜質含量應加以控制：硫酸根離子<250mg/kg ，氯離子 <100mg/kg ，硅酸根離子 <10mg/kg ，磷酸根離子 <5mg/kg ，氟離子 <5mg/kg 。最好用純水，其電阻率為5 X 10 Q ?cm(3) 添加劑：在沸水中加入某些添加劑如無水碳酸鈉、氨、三乙醇胺等，可增強封孔效果， 提高膜層的抗蝕性，甚至相當或超過蒸汽封孔。水合封

55、孔的另一種方法是蒸汽封孔， 其所處理的氧化膜抗蝕性、 耐磨性與蒸汽壓力和封 孔時間有關。一般隨壓力升高、時間延長、抗蝕性提高、耐磨性降低。3、沸水、蒸汽封孔工藝沸水封孔、蒸汽封孔工藝見表 -12。蒸汽(常壓、加壓)封孔的效果比沸水封孔好，但 需用高壓容器或專用蒸箱， 因此蒸汽封孔特別是加壓蒸汽封孔只能用于小型制品的處理，不適合大型制品和流水線生產使用。封孔方法 工藝條件參數項目 參數值加壓蒸汽 壓力/Pa (4-5) ±).5 X.8 X0的四次方時間 /min 20-30常壓蒸汽 壓力/Pa ()刈.8 X0的四次方時間 /min 15-30沸純水 溫度 /度 >95pH 值 6±0.5時間 /min 20-30(1)槽液pH值：一般情況下，在硫酸酸化的沸水里封孔，溶液的pH值總是向堿性增加方向 變化，控制辦法多采用添加緩沖劑，例如在封孔液中加入磷酸氫胺 0.003-0.03g/L+ 硫酸 。(2)入槽封孔的制品必須清洗干凈，為避免氧化膜產生裂紋，封孔前的清洗使用溫水。(3) 封孔制品應與槽體金屬絕緣，為防止封孔液的大量蒸發，可用$ 70mm勺尼龍塑料球覆蓋液面。(二)金屬鹽溶液封孔在金屬鹽溶液中封孔