铝及铝合金阳极氧化法国内已发展的新工艺.docx

1、铝阳极氧化与染色技术    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

2、、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NaOH50-20040-800.5-3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40-608-1225-3060-703-5水清洗NaOH可用40-50g

3、/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15.64.84.84.80.3ml0.1ml6012-15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50-7025-353-575-853-5水清洗-碳酸钠磷酸钠25-4025-4075-85适当水清洗-磷酸钠碳酸钠NaOH2010645-653-5水清洗-强碱阻化除油剂40-60705水清洗除油不净可延长处理时间酸性溶液硫酸50-30060-801-3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307550-605-6水清洗-磷酸（85%）丁醇异丙醇水1

4、00%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NaOH100-200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。有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制品脱脂处理。表面活性剂是一些在很低的浓度下，能显著降低液体表面张力的物质。常用于脱脂的表面活

5、性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。碱性脱脂溶液的配方非常多，传统工艺采用磷酸钠、氢氧化钠和硅酸钠，其中磷酸钠和硅酸钠有缓蚀、润湿、稳定作用，溶液加热和搅拌有助于获得最好的脱脂效果。油脂在酸的存在下也能进行水解反应生成甘油和相应的高级脂肪酸。电解脱脂可用阳极电流、阴极电流或交流电。在碱性溶液中阴极电流脱脂，阳极最好为镀镍钢板。其在铝及铝合金表面处理中不常用。乳化脱脂所用的溶液为互不溶解的水与有机溶剂组成的两相或多相溶液，并添加有降低表面张力及对各相均有亲和力的去污剂。（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

6、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、（葡萄糖酸盐、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。碱洗溶液组成往往依铝制品的用途来确定几种碱洗方法列于表-2。 表-2 碱蚀洗溶液组

7、成及工艺 溶液组成用量%温度/度时间min备注NaOH3.5-950-703-10腐蚀量10-55g/m2，铝离子含量>30-80g/LNaOH 葡萄糖酸钠或柠檬酸钠4.5-5.50.1555±18-10腐蚀量20m，铝含量5-25g/LNaOH庚酸钠润湿剂50.10.255-701-10通常清洗用NaOHNaF多聚磷酸钠润湿剂1020.20.255-701-10表面无光浸蚀NaOH硝酸钠庚酸钠540.155-601-10表面平滑清洗NaOH磷酸钠3-7.55-10常温适当加入氟化钠获光泽白色表面（三）中和和水清洗    

8、60;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。中和处理还可以在含硝酸300-400g/L和氧化铬5-15g/L的溶液或氧化铬100g/L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室温

9、下进行。各道工序间的水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物，使下道工序槽液免遭污染，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。热水的温度为40-60度。中和处理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理，所以这道清洗应特别认真，以防止清洁的表面受污染。否则前几道工序的有效处理可能会因最后的清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长，如停留30-40分钟，制品就需要重新蚀洗和中和铝及铝合金阳极氧化法国内已发展的新工艺(一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化采用草酸-甲酸混合液，是因为考虑到

10、甲酸是一种强氧化剂，在这样的槽液中，甲酸起到对氧化膜内层(阻挡层和障壁层)加速溶解，从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的作用。这种槽液的导电率可以得到提高(即可提高电流密度)，使氧化膜能快速生成。与纯草酸氧化法相比，这种溶液能使生产率提高37.5%，减少电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32度/平方米，此法为2度/平方米)，节约电力40%。工艺配方为:草酸45%、甲酸0.55%，三相交流44士2伏，电流密度22.5A/d，温度30±2。(二)混合酸氧化此法于1976年正式纳入日本国家标准，并为日本北星日轻家庭用品株式会社所采用。其特点是成膜快，膜的硬度、耐磨、耐腐蚀性能都比普通的硫酸氧化法

11、高，膜层呈银白色，适用于印花、着色产品。我国铝制品行业赴日考察后，于1979年开始推荐使用。其推荐工艺配方为:H2SO4 1020%，COOHCOOH·2H2O 12%，电压1020V，电流密度13A/d，温度1530，时间30分钟。(三)瓷质氧化瓷质氧化主要以铬酸、硼酸、草酸钛钾为电解质，用高电压和较高温度作电解处理。其膜层外观像瓷器上的釉，有高度的抗腐蚀性能，耐磨性能良好，膜层可用有机或无机的染料染色，使外观有特殊的光泽和色泽。目前多应用于铝炊具、打火机、金笔等产品上，很受群众喜爱。(四)国防色氧化国防色氧化主要应用在军用铝制品的装饰上，因而要求有特殊的防护作用。氧化膜呈军绿色、

12、无光泽、耐磨耐用，防护性能良好。工艺是:首先进行草酸氧化，生成金黄色膜层后，再用高锰酸钾20g/l、H2SO41g/l的溶液进行阳极氧化处理而成。沈阳铝制品厂曾应用此工艺生产军用水壶及炊具用品。(五)多色氧化将已染色而未封闭的阳极氧化层，用铬酸或草酸润湿，使CrO3铺展，已染色的制品的部份表面在被CrO3润湿后褪色，按需要在任意部份用水将草酸或铬酸洗去，一般可以停止与图象反应。然后再染第二次色或反复进行CrO3揩拭、冲水、染色等程序，就可以根据需要出现花朵、云彩等图案。目前多应用在金杯、水杯、茶盒、打火机等产品。(六)大理石花纹染色工艺把氧化后的制品先染第一道底色后，经干燥，再浸入表面浮有油脂

13、的水中，再提起或浸入时，油脂和水分别自然流挂，使膜层呈不规则的条纹状的油脂所沾污。当再染第二道色时，氧化膜受油脂沾污处就染不上色，没有油脂的部位则染上第二种色调，形成如大理石花纹状的不规则图案。此法可见诸广东国营阳江小刀厂周守禹同志的文章(电镀与涂饰1982年第2期)。(七)化学蚀刻氧化铝制品经机械抛光及脱脂后，涂复掩蔽剂或感光，干燥后进行化学刻蚀(氟化物或铁盐类的浸蚀剂)，形成凹凸图案。再经电化学抛光及阳极氧化，呈现出主体感很强的表面图案，能与不锈钢的表面外观相媲美。现多应用于金笔、茶盒及屏风等。(八)常温快速阳极氧化通常H2SO4氧化均需用降温设备，因而耗费大量电力。加入-羟基丙酸、丙三醇

14、后，能抑制氧化膜的溶解，从而可在常温下进行氧化。与普通的硫酸氧化法相比，膜层厚度可提高2倍。推荐的工艺配方为:H2SO4150160g/lCH3CH(OH)COOH18ml/lCH2OHCHOHCH2OH 12ml/l电流密度0.812A/d电压1218伏温度1822(九)化学氧化法(又称导电氧化膜)膜层的抗蚀性能接近于硫酸阳极氧化膜。导电氧化膜层接触电阻较小而能导电、而H2SO4阳极氧化膜因接触电阻极大而不能导电。导电氧化膜的耐腐蚀性能比铝上镀铜、镀银或镀锡强得多。缺点是膜层上不能锡焊，只可作点焊。推荐工艺配方为:CrO34g/l，K4Fe(CN)6·3H2O0.5g/l，NaF1

15、g/l，温度2040，时间2060秒。铝及铝合金阳极氧化法国内已发展的新工艺(一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化采用草酸-甲酸混合液，是因为考虑到甲酸是一种强氧化剂，在这样的槽液中，甲酸起到对氧化膜内层(阻挡层和障壁层)加速溶解，从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的作用。这种槽液的导电率可以得到提高(即可提高电流密度)，使氧化膜能快速生成。与纯草酸氧化法相比，这种溶液能使生产率提高37.5%，减少电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32度/平方米，此法为2度/平方米)，节约电力40%。工艺配方为:草酸45%、甲酸0.55%，三相交流44士2伏，电流密度22.5A/d，温度30±2。(二)混合酸

16、氧化此法于1976年正式纳入日本国家标准，并为日本北星日轻家庭用品株式会社所采用。其特点是成膜快，膜的硬度、耐磨、耐腐蚀性能都比普通的硫酸氧化法高，膜层呈银白色，适用于印花、着色产品。我国铝制品行业赴日考察后，于1979年开始推荐使用。其推荐工艺配方为:H2SO4 1020%，COOHCOOH·2H2O 12%，电压1020V，电流密度13A/d，温度1530，时间30分钟。(三)瓷质氧化瓷质氧化主要以铬酸、硼酸、草酸钛钾为电解质，用高电压和较高温度作电解处理。其膜层外观像瓷器上的釉，有高度的抗腐蚀性能，耐磨性能良好，膜层可用有机或无机的染料染色，使外观有特殊的光泽和色泽。目前多应用

17、于铝炊具、打火机、金笔等产品上，很受群众喜爱。(四)国防色氧化国防色氧化主要应用在军用铝制品的装饰上，因而要求有特殊的防护作用。氧化膜呈军绿色、无光泽、耐磨耐用，防护性能良好。工艺是:首先进行草酸氧化，生成金黄色膜层后，再用高锰酸钾20g/l、H2SO41g/l的溶液进行阳极氧化处理而成。沈阳铝制品厂曾应用此工艺生产军用水壶及炊具用品。(五)多色氧化将已染色而未封闭的阳极氧化层，用铬酸或草酸润湿，使CrO3铺展，已染色的制品的部份表面在被CrO3润湿后褪色，按需要在任意部份用水将草酸或铬酸洗去，一般可以停止与图象反应。然后再染第二次色或反复进行CrO3揩拭、冲水、染色等程序，就可以根据需要出现

18、花朵、云彩等图案。目前多应用在金杯、水杯、茶盒、打火机等产品。(六)大理石花纹染色工艺把氧化后的制品先染第一道底色后，经干燥，再浸入表面浮有油脂的水中，再提起或浸入时，油脂和水分别自然流挂，使膜层呈不规则的条纹状的油脂所沾污。当再染第二道色时，氧化膜受油脂沾污处就染不上色，没有油脂的部位则染上第二种色调，形成如大理石花纹状的不规则图案。此法可见诸广东国营阳江小刀厂周守禹同志的文章(电镀与涂饰1982年第2期)。(七)化学蚀刻氧化铝制品经机械抛光及脱脂后，涂复掩蔽剂或感光，干燥后进行化学刻蚀(氟化物或铁盐类的浸蚀剂)，形成凹凸图案。再经电化学抛光及阳极氧化，呈现出主体感很强的表面图案，能与不锈钢

19、的表面外观相媲美。现多应用于金笔、茶盒及屏风等。(八)常温快速阳极氧化通常H2SO4氧化均需用降温设备，因而耗费大量电力。加入-羟基丙酸、丙三醇后，能抑制氧化膜的溶解，从而可在常温下进行氧化。与普通的硫酸氧化法相比，膜层厚度可提高2倍。推荐的工艺配方为:H2SO4150160g/lCH3CH(OH)COOH18ml/lCH2OHCHOHCH2OH 12ml/l电流密度0.812A/d电压1218伏温度1822(九)化学氧化法(又称导电氧化膜)膜层的抗蚀性能接近于硫酸阳极氧化膜。导电氧化膜层接触电阻较小而能导电、而H2SO4阳极氧化膜因接触电阻极大而不能导电。导电氧化膜的耐腐蚀性能比铝上镀铜、镀

20、银或镀锡强得多。缺点是膜层上不能锡焊，只可作点焊。推荐工艺配方为:CrO34g/l，K4Fe(CN)6·3H2O0.5g/l，NaF1g/l，温度2040，时间2060秒。铝及铝合金阳极氧化工艺的现状及发展趋势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，

21、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

22、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。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（1.84gcm3）150200gL（最佳值160gL）    CKLY添加剂2035gL （最佳值30gL）    铝离子 0.520gL（最佳值5gL）CKLY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电

23、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。该添加剂溶于硫酸电解液，对电解液中的金属离子有络合作用，使溶液中铝离子的容忍量提高，氧化液的寿命延长，操作温度可达30以上，而普通硫酸氧化工艺21以上就必须开冷水机；同时减少了氧化时间，并可获得高质量的氧化膜。2.1.2硼酸硫酸阳极氧化2硼酸硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。硼酸硫酸阳极氧化溶液的组成为：45g/L H2SO48g/L H3BO3。阳极氧化膜退膜溶液：按ASTMB137(美国实验材料标准)规定溶液，即：

24、20g/L CrO335mL/L H3PO4。2.1.3其它方面工艺的改进巩运兰等对铝在铬酸中高电压阳极氧化进行了研究3，结果表明，铬酸体系高电压阳极氧化得到的氧化膜多孔，膜孔径极不规整，呈树枝状，浓度对孔径和膜厚都有影响。在磷酸中采用直流恒压电解的方法对铝试样进行阳极氧化处理。实验表明，随着电解电压的升高，阻挡层厚度、多孔层胞径和孔径均呈线性增加，其原因与离子迁移等密切相关。此项技术起源于本世纪30年代，由于磷酸氧化膜具有很强的粘合力，是电镀、涂漆的良好底层，因此得到越来越广泛的应用。2.2铝及铝合金的硬质阳极氧化铝及其合金经硬质阳极氧化处理后，可在其表面生成厚度达几十到几百微米的氧化膜，由

25、于这层氧化膜具有极高的硬度(铝合金上可达4006000kg/mm2，纯铝上可达1500kg/mm2)，优良的耐磨性、耐热性(氧化膜熔点可达2050)和绝缘性，大大提高了材质本身的物理性能、化学性能和机械性能，在国防及机械制造领域获得了广泛应用。2.2.1硫酸硬质阳极氧化硫酸法成分简单稳定，操作容易，低温氧化可获得数十至数百微米的硬质膜。硫酸硬质阳极氧化的主要缺陷是一般要在低温下进行，而且受铝合金组成的影响很大。2.2.2混合酸常温硬质阳极氧化混合酸常温硬质阳极氧化是指以硫酸为主，加入少量草酸等二元酸，以获得较厚的膜，同时扩大使用温度的上限，可允许将阳极氧化温度提高到1020之间，所获得氧化膜的

26、特征与硫酸阳极氧化膜相似。在1020下电解，能获得耐磨性好的氧化膜和高着色率；实行高电流密度的混合酸电解，可防止氧化膜溶解，可在较高的温度下实施，降低生产成本，使膜层更加平滑、光洁、细密，厚度更大，硬度更高。2.2.3脉冲硬质阳极氧化脉冲硬质阳极氧化采用间断电流或交替的高低电流进行氧化，成功避免了烧焦和粉末，在室温下，所获得氧化膜在硬度、耐蚀性、柔性、电阻和厚度的均匀性方面均优于一般的直流氧化，并且生产效率可提高3倍。氧化膜性能比较见表1。2.2.4铸铝合金硬质阳极氧化4合金中含有较多的硅(超过7%)就很难在硫酸体系中进行阳极氧化，而ZL102合金含硅量高达10%13%，高硅的存在，容易造成硅

27、的晶向偏析，导致成膜困难，膜层均匀性差。欧阳新平等人通过实验研究，研制出了适合高硅铝合金硬质阳极氧化的工艺配方，使直流电源成功地在ZL102合金上制取性能良好的硬质氧化膜。该实验采用恒电流法，附加空气搅拌，得出的最佳工艺配方为4：硫酸(=1.84g/cm3)   1540g/L磺基水杨酸20g/L添加剂MY2.55.0g/L电流密度36A/dm2时间 60min温度 0其中MY是一种阴离子表面活性剂，同时也是Al3的络合剂。它能优先吸附在高电流密度处并放电使电场分布均匀，同时也能起到缓冲作用，抑制氧化膜的溶解，从而获得均匀平整的氧化膜。周建军等人以直流叠加脉冲电源对含铜的高

28、硅铸造铝合金进行硬质阳极氧化，研究了电源脉冲幅度对膜层性能的影响。实验的最佳工艺条件为5：硫酸(=1.84g/cm3)1     20160g/L添加剂 78g/L脉冲比1.01.3电流密度 2.53.5A/dm2温度 0时间 50min搅拌 压缩空气结果表明，提高氧化时电源的脉冲幅度能明显提高膜层性能。利用直流叠加脉冲硬质阳极氧化，能够在难于氧化的含铜、高硅的铸造铝合金上生成性能较好的氧化膜。2.2.5低压硬质阳极氧化6绝大多数铝合金硬质阳极氧化零件，特别是零件的密封面和滑动配合部位，不仅要求膜层具有较高的硬度和厚度，而且还要求低的粗糙度(Ra0.08

29、0.16)。雷宁等通过对氧化过程中零件表面状态的分析及膜层增长速率的测定，找出了影响氧化膜质量及表面粗糙度的主要原因，提出了低压硬质阳极氧化工艺：硫酸(=1.84g/cm3)     220240g/LT 22t 180minDA 0.81.0A/dm2最终电压 40V给电方式：初始20min内，电流密度升至0.81.0A/dm2，并始终保持至氧化结束。此外，成都飞机工业集团公司根据美军标MILA8625F及麦道公司标准DPS11.02评价铝合金阳极氧化膜的各项性能，研究了具体材料及施加电流密度对膜厚、成膜时间、耐蚀性、耐磨性和烧毁率的影响。结果表明：在

30、交流叠加电源所产生的高电流密度下可得到质量较好的铝合金阳极氧化膜。3电解着色经阳极氧化后的铝材进行电解着色，可以提高装饰效果和商品价值。氧化膜的厚度、均匀性及结构与电解着色速度和色差有直接关系。电解着色时金属离子是在膜孔底部的阻挡层上还原沉积的。由于金属粒子受光的散射作用而显色。欲在阻挡层上沉积金属，关键在于活化阻挡层。所以要使用交流电的极性变化来提高其化学反应活性。又由于阻挡层具有整流作用，将交流电变成了直流电，故铝一侧电流的负成分占主导，进入膜孔内的金属离子被还原析出。以往铝型材着色大都是青铜色系，以单锡盐或镍锡混盐为主。近年来电解着古铜色将被钛金色、金黄色、仿不锈钢色、浅红色、香槟色、银

31、灰色等多种浅色调所代替。钛金色鲜活而不妖艳，黄中透红，令人赏心悦目，并具有着色成本较低，增值较高的优点，它作为浅色调中的主色调己十分明显。以银盐和锰盐为主盐的金黄色在香港和越南市场行情良好。锰盐着金黄色逼真，成本较低。但不稳定，不宜连续生产；银盐着色可获得金黄色、绿金色、黄绿色和金土色等多种色调，槽液十分稳定，潜在经济效益好，应开发应用。3.1电解着色工艺的改进3.1.1铝合金表面着亮黑色工艺7此工艺是经锡铜离子在着色电解槽中进行着色反应后生成的二元金属氧化物膜层，色泽墨黑亮丽，是一种独具特色的铝合金防腐蚀和装饰材料。电解着色液组成为：30% SnSO4，30% NiSO4，15% CuSO4

32、的混合溶液。经氧化处理的铝材为阳极，以石墨电极为阴极，50Hz220V交流电源经调压器调至8V后输入电解槽，电解着色10min，即可得到亮丽的黑色铝合金表面。3.1.2阳极化铝光干涉电解着色工艺8在用锡盐进行光干涉电解着色的研究中发现，获得蓝色的干涉色最为困难，用普通电解着色方法着色，获得蓝色也是困难的，于芝兰等人在此方面进行了研究。实验材料为L2(2号工业纯铝，含铝99.6%)和LD31(相当于美国的6063)，试样尺寸L250 mm×50mm×1mm，LD3125mm×25mm角材，1.3mm厚，其表面积为0.68dm2；阳极氧化条件，H2SO4(=1.84g

33、/cm3)180g/L，18，1.21.4A/dm2，30min，膜厚1214m；用磷酸直流扩孔处理；锡盐电解着色：SnSO416g/L，H2SO414g/L，混合添加剂16g/L，1820，交流着色电压1214V，此外还使用铜盐和CuNi混合盐电解着色，可得到黄红、绿、蓝较稳定的干涉色。3.2开发新电源是开拓电解着色新工艺的重要手段9改变电源波形和施电方式来提高阳极氧化膜综合性能和开拓电解着色新工艺，是新的研究热点。己商品化的有脉冲、电流反向(换相)和直流脉冲等电源。功能性氧化和着色兼容的微弧氧化电源，是以提高氧化速度、厚度均匀性、硬度、孔隙率分布和改善孔结构形态为目的。研究新电源可克服化学

34、和电化学方法中的缺陷和局限。4封闭处理为了提高阳极氧化膜的耐蚀、抗污染、电绝缘和耐磨等性能，铝及铝合金在阳极氧化和着色后都要进行封闭处理。其方法较多，对不着色的氧化膜可进行热水、蒸汽、重铬酸盐和有机物封闭；对着色的氧化膜可用热水、蒸汽、含有无机盐和有机物等封闭。4.1封闭的主要方法4.1.1沸水和蒸汽封闭采用水蒸汽封闭法，可以有效地封闭所有的孔隙。若在封闭前将氧化后的制件进行真空处理一段时间，则封闭效果更加明显。蒸汽封闭的特点是不发生颜色的透扩散现象，因此不宜出现“流色”。但是蒸汽封闭法所用的设备及成本较沸水法高，所以除非有特殊要求，应尽可能使用沸水法封闭。当用蒸汽封闭时，温度应控制在1001

35、10，时间为30min，温度太高，氧化膜的硬度和耐磨性严重下降，因此蒸汽温度不可太高。4.1.2重铬酸盐封闭此法适宜于封闭硫酸溶液中阳极氧化的膜层及化学氧化的膜层，用本方法处理后的氧化膜显黄色，耐蚀性高，但不适用于装饰性使用。这种方法的实质是在较高的温度下，使氧化膜和重铬酸盐产生化学反应，反应产物碱式铬酸铝及重铬酸铝就沉淀于膜孔中，同时热沉淀使氧化膜层表面产生水化，加强了封闭作用，故可认为是填充及水化的双重封闭作用。通常使用的封闭溶液为5%10%的重铬酸钾水溶液，操作温度为9095，封闭时间为30min，沉淀中不得有氯化物或硫酸盐。4.2封闭处理工艺的改进4.2.1常温封闭的研究10常温封闭具

36、有节能、封闭时间短及封孔效果好等优点，己得到广泛的认可及接受。常温封闭液配方及工艺条件如下：醋酸镍58g/L氟化钠11.5g/L表面活性剂0.30.5g/L添加剂A3g/LpH值5.56.5T 2560t1015min常温封闭工艺所获得的封闭膜具有紧密的结构及优良的耐蚀性能。和沸水封闭方法比较，具有速度快、节约能源、操作简单、原料来源方便等优点。封闭时间越长，其性能越好。4.2.2水解盐封闭法11水解盐封闭法，又称钝化处理。目前在国内应用较广泛，主要用于染色后膜封闭，其封闭机理是易水解的钴盐与镍盐被氧化膜吸附后，在阳极氧化膜微细孔内发生水解，产生氢氧化物沉淀将孔封闭。工艺配方为：NiSO47H

37、2O 45g/LCoSO47H2O 0.50.8g/LH3BO3 45g/LNaAc3H2O46g/LpH值46T 8085t1520min此法克服了沸水封闭的许多缺点，封孔质量达到了国家标准。4.3微弧阳极氧化微弧阳极氧化又称微等离子体氧化或阳极火花沉淀，是阳极氧化技术的发展，它使用比普通阳极氧化高的电压。微弧阳极氧化突破传统阳极氧化的限制，将Al、Ti、Ta等金属或其合金置于电解液中，利用电化学方法，使该材料表面微孔中产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学共同作用下，生成陶瓷膜层的阳极氧化方法。放电过程中，每平方厘米铝阳极表面约有105个火花存在，放电时瞬间温度可达8000K以上，生成一种性能类似于烧结碳化物的陶瓷膜。此氧化膜硬度特高，耐磨，绝缘电阻高。在特殊电解液中氧化还可以形成不同色调花纹的瓷釉质感的铝表面，既可作高等装饰材料又可作功能膜，如汽车活塞环、电子工业的绝缘层等。微弧阳极氧化技术采用高电压，大电流的工作方式，在制取多功能保护涂层方面获得越来越广泛的应用，在航天、航空、机械、电子、纺织等工业领域有广阔的应用前景。4.3.1微弧阳极氧化陶瓷膜层的性能研究12卢立红等人采用脉冲电源，对发动机活塞用铝合金(