铝表面阳极氧化处理方法正式版

1、铝表面阳极氧化处理方法正式 版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、

2、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

3、-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15.64.84.84.80.3ml0.1ml6012-15 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 50-7025-353-575-85 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 20216 45-65 3-5 水清洗强碱阻化除油剂 40-6070 5 水清洗 除油不净可延长处理时间酸性溶液 硫酸50-30060-80 1-3水清洗硝酸 162-354常温3

4、-5 水清洗松化处理磷酸硫酸表面活性剂3075 50-605-6 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。有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制

5、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。孚L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。（

6、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、（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

7、几种碱洗方法列于表-2。表-2碱蚀洗溶液组成及工艺溶液组成用量% 温度/度 时间min 备注NaOH 3.5-950-703-10 腐蚀量 10-55g/m2，铝离子含量 >30-80g/LNaOH 葡萄糖酸钠或柠檬酸钠4.5-5.50.15 55 ± 8-10 腐蚀量20 ym,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1 .20.2 55-70 1-10 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

8、（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。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

9、/L溶液中于室温下进行。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。二、阳极化处理铝制品表面的自然氧化铝既软又薄， 耐蚀性差， 不能成为有效防护层更不

10、适合着色。 人 工制氧化膜主要是应用化学氧化和阳极氧化。化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液 中，部分基体金属发生反应， 使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程， 常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性又好，可进行着色和封孔处理，表 -3 介绍了铝制品化学氧化工艺。 化学氧化膜与阳极氧化膜相比， 膜薄得多， 抗蚀性和硬度比较 低，而且不易着色，着色后的耐光性差，所以金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理。表-3 铝制品化学氧化工艺序号 溶液组成 用量g/L 温度/度 时间min 应用范围、膜色备注1 碳酸钠铬酸钠氢氧化钠45142 85-100 10-20 纯铝、AI M

11、g、AI Mn合金、灰色 膜层较疏松2 磷酸铬酐氟化钠硼酸 551531 室温 10-15 各种铝合金、浅绿色 膜层较 1的好3 重铬酸钠铬酐氟化钠 3.5-43-3.50.8 室温 2-3 各种铝合金、深黄或棕色 溶液 pH=1.5膜层较1的好4 碳酸钠铬酸钠 3215 90-100 3-5 纯铝及含Mg、Mn和Si的合金、也可用于含 Cu量少 的合金、灰色 可做油漆底层5 碳酸钠铬酸钠硅酸钠 47140.06-1 90-100 10-15 纯铝、Al Mn （淡透明银色）、Al Mg Si硬状态、硬的Al Si和Al Mg合金，鲜明金属色空隙少，不能很好的着色，不宜做油漆底层6 铬酸钠氢氧

12、化胺 0.129.670-8020-50 各种铝合金、灰色有斑点 膜层似搪瓷7 碳酸钠重铬酸钾 20.4590-10010-18 各种铝合金、灰色 可在酸溶液中发白一）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

13、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 X10-2 （第二次电离的H+ ）12-20 透明、无色铬酸 30-40 不透明、带白色40-70 透明带灰色磺基水杨酸氨基磺酸 30-40 带灰色磷酸 1.1 >10-2 （第一次）7.5 >10-8 （第二次）

14、4.8 >10-13 （第三次）30-40 透明带白色焦磷酸 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 带白色磷钼酸 100以上 阻挡层硼酸 6.4>10-100-600 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

15、.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

16、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。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 膜层性子分有：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。 铝及铝合金常用阳极氧化方法和工艺条件见表-5。其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。表-5 铝及铝合金常用阳极氧化方法系列 名称电解液组成电流密度A/dm2 电压V 温度/度 时间min 颜色 膜厚卩m备注硫酸 Alumilite （美）硫酸， 10%-20%着色，耐蚀硫酸交流法硫酸，12%-15%AC3-4.5层硫酸硬质膜

17、硫酸，10%-20%DC2-4.5热八、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氧化铝膜（日） 草酸， 5%-10%AC1-280-12020-2920-60 黄褐色 6-18 日用品装饰，耐蚀，耐磨DC0.5-125-30半透明Eloxal Gxh （德）铝耐磨草酸，3%-5%DC1-240-6018-2040-60 黄色 10-20 用于纯Eloxal Gxh （德）Eloxal Wx

18、 （德）Eloxal WGx （德）DC1-230-453520-30 几乎无色6-10膜溥、软，易着色AC2-340-6025-3540-60 淡黄色10-20适用于铝线AC2-330-6020-3015-30 淡黄色6-20Al Mn合金DC1-240-60硬质厚膜草酸 AC1-20 80-200 3-5 60以上黄褐色约20以上较硫酸膜厚约在600 am下高耐磨DC1-2040-604、阳极氧化膜结构、性质阳极氧化膜由两层组成，多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的，后者称为阻挡层（也称活性层）。用电子a叫为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧

19、化铝及小量的水合氧化铝所组成，此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时，膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。（二）直流电硫酸阳极氧化1、氧化膜成长机理在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品， 在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂 质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使 基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中

20、心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到修补”似的。随着氧化时间的延长，膜的不断溶解或修补，氧化反应得以向纵深发展，从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化 膜。其内层（阻挡层、介电层、活性层）厚度至氧化结束基本都不变，位置却不断向深处推 移；而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。2、氧化膜厚度计算阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。cr = Kit式中0为阳极氧化膜厚度 （am）, I为电流密度（A/dm2 ）, t为氧化时间（min）, K为系数（当 氧化铝密度丫 =kg立方米则K=0.309 ）。上

21、述公式计算的前提是以认为通过的电量全用于氧化 铝析出，同时也把氧化铝及膜的密度视为纯净的氧化铝密集的值。但实际情况并非完全如此，为了使K值更切合实际，应将电流效率和在这种工艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在 内，即：K = 1.57 n / 丫式中n为电流效率（电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比）。K实值各国取值大小各异，美国有取 0.328、，日本有取0.352、0.364、0.25，中国、俄 罗斯取0.25。3、影响氧化膜生长和质量的因素当电解液的温度从 20度上升到 30度， 膜的溶解速度约增加 3倍。 随电流密度的增加， 制 品被养护的金属量、 表面生成的铝氧化膜

22、厚度都随着增加。 硫酸浓度对氧化膜厚度的影响不 大，为获得中等厚度、多孔而易于着色和封闭、抗蚀性较高的膜层，浓度最好为15%-20% ；溶液用去离子水要求氯离子 15mg/L、铁离子1mg/L、硫酸根离子30mg/L，电阻率为5X10 的5-6次方Q ?cm溶液中杂质允许的最大含量铝离子20g/L，铜离子2g/L，铁离子5g/L ,氯离子 0. 1 g/L 。随着阳极氧化时间的延长，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚 电阻增加、 导电能力下降，膜的生长速度减慢，有的合金即使延长氧化时间，膜的厚度也不 会再增加。 不同的铝合金的阳极氧化膜有不同的色彩， 纯铝上的膜无色透明， 使金属的光泽

23、完全保持下来； 高纯铝添加少量的镁， 膜色不会因氧化时间的延长而改变，当镁的含量超过2%，膜变暗浊色；铝硅合金阳极氧化时，硅不会被氧化或溶解，部分进入膜层使膜呈暗灰 色。含硅量大时，阳极氧化前先用氢氟酸浸泡，膜色会有所好转，一般含硅5%以上的合金不适合做光亮着色制品，含量达 13%就难于进行阳极化处理；含铜的合金，当含量较少时， 膜呈绿色，随铜含量的增加，膜薄，色调深暗。某些变形铝合金的阳极氧化处理见表-6。铝合金在硫酸溶液中阳极氧化，由于氧化膜在表面上形成、生长和溶解， 引起电阻的变化，使过程中的电流、 槽端电压及电流密度都随之发生变化。 实际操作中电压升高不宜太快， 否则 会使生成的膜不均

24、匀。表-6 某些铝合金阳极氧化处理效果中国合金牌号 主要成分含量 % 适用于保护性阳极氧化 适用于阳极氧化着色 适用于 光亮阳极氧化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 优良；2良好；3 尚好；4可以；5不适合；6只适合于暗的颜色。4、建筑铝型材阳极氧化工艺建筑铝材是目前阳极氧化处理的主要产品其中75%-85%是用常规硫酸法处理。 中国建 筑型材标准规定氧化膜的厚度大于10卩爼。建筑铝材阳极氧化工艺的最佳工艺参数为电解液硫酸15%h2%，铝离子含量小于 5g/L，

26、溶液温度21±10C，电流密度（1.3 ±.05） A/dm2，时 间（对LD31合金）30min，则10艸；60分钟，则可达18m （电压18V）,溶液用纯水配制。（三）其他阳极氧化1、草酸阳极氧化对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化，草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小；用直流电氧化易出现孔蚀，采用交流电氧化则可防止，随着交流成分的增加，膜的抗蚀性提高，但颜色加深，着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%，一般为3%-5% ,在氧化过程中每A?h约消耗，同时每A?h有的铝溶于电解

27、液生成草酸铝， 需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下，当含30g/L铝时，溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感，阳极氧化纯铝或铝合金时，氯化物的含量分别不应超过，溶液最好用纯水配制。电解液温度升高，膜层减薄。为得到厚的膜，贝U 应提高溶液的pH值。直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极，其与阳极的面积比为 （1:2） - （1 : 1）之间。草酸是弱酸，溶解能力低，铝氧化时，必须冷却制品及电解液。草酸膜 层的厚度及颜色依合金成分而不同，纯铝的膜厚呈淡黄或银白色，合金则膜薄色深如黄色、 黄铜色。氧化后膜层经清洗，若不染色可用3.43 >10的4次方Pa压力的蒸

28、汽封孔30-60分钟。2、铬酸阳极氧化铬酸阳极氧化工艺见表-4。氧化过程中应经常进行浓度分析，适时添加铬酐。电解的阴 极材料可用铅、铁、不锈钢，最好的阳阴面积比为（5: 1） - （10: 1 ）。当溶液中三价铬离子多时，可用电解的方法使其氧化成六价铬离子。溶液中的硫酸盐含量超过0.5%，阳极氧化效果不好，硫酸根离子多时可加入氢氧化钡或者碳酸钡使其生成硫酸钡沉淀。溶液中氯化物含量不应超过0.2g/L。溶液中铬含量超过70g/L时就应稀释或更换溶液。铬酸阳极氧化有电压周期变化的阳极氧化方法或恒电压阳极氧化法（快速铬酸法）两种。3、硬质（厚膜）阳极氧化硬质阳极氧化是铝及铝合金表面生成厚而坚硬氧化膜

29、的一种工艺方法。硬质膜的最大厚度可达250卩m ,纯铝上形成的膜层微硬度为 12000-15000MPa ,合金的一般为4000-6000MPa , 与硬铬镀层的相差无几，它们在低符合时耐磨性极佳，硬质膜的孔隙率约为20%左右，比常规硫酸膜低。某些硬质阳极氧化工艺见表-7。表-7硬质阳极氧化工艺编号电解液温度/度 电流密度/ （A/dm2 ）始末电压/V 时间/min 膜厚/卩m始电压 末电压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%二水合草酸条件视合金而改变8 6%-7% 硫酸 +3%-6% 有机添加剂+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、瓷质阳极氧化瓷质阳极氧化铝及铝合金在草酸、柠檬酸和硼酸的钛盐、锆盐或钍盐溶液中阳极氧化，溶液中盐类金属的氢氧化物进入氧化膜孔隙中，从而使制品表面显示出与不透明而致密的搪瓷或具有特殊光泽的类似塑料外观的处理过程。瓷质阳极氧化处理工艺流程与常规硫酸阳极氧化基本一致，不同的是瓷质阳极氧化是在高的直流电压(115-125V)和较高的溶液温度(50-60度)、电解液经常搅拌、经常调节pH值使之处于1.6-2范围内的条件进行。三、染色处理 um着色时染料被吸附在孔隙表面上并向孔内扩散、堆积，而且与氧化铝进行离子键、氢 键结合而使膜层着色，经封孔处理，染料被固定在孔隙内。(一)有机染

32、料染色1、染料的选择有机染料品种繁多，依据不同用途和产品档次选用染料。如可溶性还原染料价格昂贵， 色牢度极佳，故多用于高档铝制品金笔、打火机、助听器的染色；醇溶性染料用于铝箔染色；油溶性染料用于铝箔的印花，使用前溶于硝化纤维素系、乙烯树脂系或聚酰胺树脂系等亮漆 中，或者溶于烤漆中的三聚氰胺树脂与环氧树脂中，印制后在清洗干净的铝箔表面形成带有染料的树脂膜。用于铝制品染色的染料类别有酸性染料、酸性络合染料、酸性媒介染料、直接染料、弱酸性染料、分散染料、可溶性还原染料、活性染料、碱性染料、醇溶染料、油溶 染料等。2、有机染料着色工艺及控制(1) 单色染色：将经阳极氧化、用清水洗净的铝制品，浸入规定温

33、度染液中浸泡，染色的时间依颜色深浅而定、染浴量可控制在与制品体积之比10: 1。(2) 多色染色：若在铝件上染两种和多种不同的颜色，如山水、花鸟、任务、文字等，多采用印花工艺来完成，印版可采用型版(锌版、纸版)和丝网版，可用直接印花法、涂料防 染法、泡沫塑料扑染法等。一般做法是将第一种颜色染色后，对需留下颜色的部位用花版印各种有机染料的染色上保护漆膜，剩余的颜色脱去， 第二、三及更多的颜色依此类推即可。浓度及工艺条件见表 -9。颜色染料名称浓度g/L温度0C pH值 时间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 红色大红A2-550-605-5.5 5-10大红 D4BS <2555-605-10艳红 MB0.5-550-555-15红 B 2-555-605.5-6.0 5-15大红 D4B 2 55-60 5.5-6.0 5-10 红 SBR <3 50-55 5.0-6.0 5-10 红 FRB 0.5-5 50-55 5.0-5.5 5-10 艳红 3B 1-2 50-

35、55 5.5-6.0 5-15 红 MBES 1-2 55-60 5.0-5.5 5-10 大红 MBES 1-2 55-60 5.0-5.5 5-10红RBL255-605-15红PBL255-605-10红CFB0.5-5 50-55 6.0-7.0 5-15红FPR高浓0.5-550-555.0-6.0 5-15大红FAR高浓0.5-550-555-10桃红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酒红 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飙 OLUS9.9O.9 09US9 so ltd 飙 OL-9 99-0.9 09-09 g-CXIoA-H 飙 OL.g 9909 9-90£ 飙间飙 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 间喺 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 间相 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辎 0L-9 99.09CXI丄oQroW 9L.9 02-0.9 09-99201OCXIQ 辎间W Apn< 0L.9 02-0.9 9909CXI丄 MN1<M OL.g 99O9CXIV -no飙

39、 9L.9 99.09CXI丄 1OCXI飙 OL.g 09-99 30 S 山 8IAI 飙辎 gvg 9G09 9909cxlzo 18A 飙 OL.g 99-9.寸 09-99 9-90丄$ 飙 0L.9 02-0.9 99.09CXI-CXIO1OQ 飙翠蓝 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 青铜色 青铜 2LW 2-5 55-60 4.0-5.0 5-10 3、着色技术措施（1）用于染色的染料纯度越高越好，凡掺有大量填充剂（如元明粉、糊精）的染料染铝效 果差。批量染色要注意头续缸染液浓度变化，正确补充以确保颜色深浅一致。（2）采用印花工艺进行多色染色应先浅后深，有黄、红、蓝、棕、黑。染印第二色时，喷

41、 漆应该干燥，使涂料紧贴铝面，否则染料会浸入，出现毛边界限不明等。（3）为保证着色均匀、色泽一致，铝件阳极氧化处理条件必须一致，染色条件也应一致。（4）染色液同纯水配制，如用硬水则应加六偏磷酸盐（浓度小于5% ），以免沉淀生成。染料应完全溶解，否则着色不均，易出现深色斑点。（5）着色槽应用非活性材料如搪瓷、陶瓷、不锈钢、玻璃等制成，以免引起化学反应造成 染液变质。（6）严禁油污进入染液中，否则着色表面容易出现条纹或污斑缺陷。（7）可用混合染料着色，但须注意膜层在染液中可能发生的选择性吸附，使颜色不调和或 改变色泽， 这样处理的膜层颜色不如用单一染料的耐晒。 拼色染应将两种染料分别溶解再置 于染

42、浴。凡酸性染料必须用醋酸调节pH值，醋酸加入量依染料浓度而定，染液pH值在4.5-6加入 98%醋酸约 0.5-1ml/L 。（8） 醇溶性染料用乙醇做溶剂溶解。可溶性还原染料染色后，必须在含有亚硝酸钠10g/L ，1.84g/cm3硫酸25ml/L，温度为5060度显色液中显色1分钟。分散染料在水溶液中染色染液 须不停地搅动，分散染料中分散橙GR、分散蓝FFR可获得很满意的染色效果。其他分散染色前的阳极氧化铝须用马来酸、乳酸、酒石酸、5-磺酸基水杨酸等处理再染色。（9） 金属铝中含有杂质影响染色，含硅超过25%底膜显灰色，只宜染深色；含镁超过1%染色带暗灰；含锰色淡而且不鲜艳；含铜色纯，含铁

43、、镍、铬太多色彩沉闷。（ 1 0 ）某些染液中有硫酸存在，会使膜层着色不上。即使硫酸对染料无影响，也会使染料的pH值下降，导致色调的变化。因此，着色前制品的清洗尤为重要。当用碱性染料着色时， 氧化膜必须用 2%-3%的单宁酸溶液处理， 否则着色不上。 待着色的氧化膜层不应有指印及易 于生成污点的水滴，否则将使这些部位的吸附能力降低。80度的 5ml/L 硫酸（11）为提高氧化膜层的吸附能力，特别是要着深色的制品，着色前可在 溶液中浸泡 1分钟，或在 40 度下浸泡 15分钟。（12）着色不理想的制品可在50%硝酸或 5ml/L 硫酸溶液中褪色。某些难于脱除的染料所着色的制品则可在更浓的硫酸或

44、1%的次氯酸钠溶液中漂白，洗涤后重新着色。（ 13）着色后必须经封孔处理，这对含铜的合金制品尤为重要。若在0.5% 醋酸镍溶液中封孔，制品表面出现的黑斑可通过添加0.5%硼酸或醋酸使封孔液中的pH值降至，而得到消除或减少到最低限度。（14）为提高制品表面的光亮度，阳极化前可进行抛光处理， 封孔后还可用细绒布等进行抛光或是浸涂熔融的石蜡或是喷涂清漆。（二）无机染料染色到目前为止，耐气候性的有机染料并不多，膜层颜色在100度以上高温就会发生改变。而无机染料当温度超过金属的熔点时， 其颜色不会发生变化。 无机染料着色有一液法和二液 法。前者指阳极氧化膜浸入一种溶液中，这种金属盐在膜孔内水化生成色淀而

45、使膜层显色。 后者即经阳极氧化的制品先在一种盐溶液中浸渍， 清洗够再浸入另一种盐溶液中， 两次浸渍 吸附的盐发生反应生成一种不可溶的沉淀色料， 从而使制品表面显色。 部分无机染料着色工 艺及配方见表 -10。表 -10 部分无机染料着色工艺及配方颜色 呈色化合物 无机盐名称 用量 g/L 温度 /度 时间 /min 备注红褐 亚 铁氰 化铜 硫 酸铜亚 铁氰化 钾 10-10010-5080-9080-9010-2021-202CuSo4+Fe （CN ） 6K4 宀Fe （CN ） 6 Cu2+2K2 So4褐色 铁氰化铜 硫酸铜铁氰化铜 10-10010-50 80-9080-9010-2

46、021-20 3CuSo4+2Fe（CN ） 6K3tFe （CN ） 6 2Cu3+3K2 So4一乙醇胺氯化镍 2732 60-70 10重铬酸银硝酸银重铬酸钾50-10010-5075755102 AgNO3+ K2Cr2O7t Ag2Cr2O7+2 KNO3深褐色醋酸钴乙二胺380-90 3硫酸镍乙二胺 380-905硫化铅 醋酸铅硫化铵100-20050-100 9075510PbAc2+(NH4) 2StPbS+2 NH4Ac氢氧化钴 硝酸钴双氧水氨水2 Co(NO3)2+ H2O2+4NH4OHtCo(OH)3+4 NH4NO3黄色 重铬酸铅 醋酸铅重铬酸钾 100-20050-

47、1009090 510 PbAc2+ K2Cr2O7tPbCr2O7+2 KAc铬酸铅 醋酸铅铬酸钾 100-20050-100 9075510 PbAc2+ K2CrO4 tPb CrO4+2 KAc硫化镉 醋酸镉硫化铵 50-10050-1007575 510 Cd Ac2+(NH4) 2StCd S+2 NH4Ac白色 硫酸铅 醋酸铅硫酸钠 10-5010-5050601530 PbAc2+ Na2SOt4 Pb SO4+2NaAc硫酸钡 硝酸钡硫酸钠 10-5010-506060 1530 Ba(NO3) 2+ Na2SO4tBa SO4+2 NaNO3黑色 硫化钴 醋酸 钴硫化钠 5

48、0-10050-100 90-10090-100 10-1520-30 CoAc2+Na2S CoS+2 NaAc氧 化 钴 二 氧 化 锰 醋 酸 钴 高 锰 酸 钾 50-10015-25 90-10090-100 10-1520-30CoAc2+2KMnOQ 2 KAc+ CoO+Mn2 O3+2O2 f蓝色 普鲁士蓝 亚铁氰化钾硫酸铁 10-5010-100 90-10090-100 5-1010-20 Fe2( SO4) 3+3Fe (CN) 6K4 Fe (CN) 63 Fe4+6K2SO4普鲁士蓝 亚铁氰化钾氯化铁 10-5010-100 90-10090-100 5-1010-

49、20 4 FeCl3+3Fe(CN ) 6K4tFe (CN ) 63 Fe4+12KCl金黄 三氧化二锰 硫代硫酸钠高锰酸钾 10-5010-50 90-10090-100 5-105-10橙黄 铬酸银 铬酸钾硝酸银5- 1 050- 1 00 7575 105 K2CrO4+2AgNOt32KNO3+Ag2CrO4醋酸铜 1、3-二氨基丙烷301570-80 5醋酸铜乙二胺 301570-80 5金黄 铬酸锌氟化锌硝酸60 10草酸铁铵 15-25适量40 1-5pH 值 黄茶色 硫酸亚铁乙二胺301580-90 5青铜色 醋酸钴高锰酸钾202230 5-20 pH 值6-7，着色前浸小苏

50、打液 10g/L 。金色（浅）金色（深）草酸高铁铵三水合草酸高铁胺10255050 22其他颜色的着色工艺有： 先浸入铜盐溶液后浸渍硫化物溶液， 或是从硫酸铜和亚砷酸钠 之间的反应都可以得到绿色膜层： 橙色膜则从酒石酸锑钾和硫化氢反应获得； 古铜色可在含 有氯化铁的草酸溶液或硫酸亚铁、 亚铁氰化钾和高锰酸钾的混合溶液中浸渍获得， 生成的氢 氧化铁色淀，用没食子酸或焦性没食子酸调和，可使之变为深色。用三氧化铬0.4份、重铬酸钠0.35份、氟化钠0.08份、表面活性剂（C9 烷基酚聚氧乙烯醚）0.5份配成的水溶液，pH 值1.8，于50度将经过硬脂酸处理的铝粉（50m）浸入，可浸染得浅黄色的铝粉。

51、将 6份黄金溶于王水，用适量蒸馏水冲淡，另将石灰 30份溶于 160份蒸馏水， 2小时后，将金溶液加入 石灰溶液中，静止5-6小时，倒去上层水，得金氯酸钙沉淀；然后加入1000ml的水，再加入硫代硫酸钠，加热 10分钟，不可沸腾，过滤后将铝浸入即可染成金黄色。将醋酸钴10-30g/L于 50度浸染铝制品 2分钟后清洗，再浸入含高锰酸钾 5-30g/L 溶液，在 30度处理 2分钟，可得 古铜色。 交流电解的硫酸膜含有相当数量的游离硫在某些稀盐溶液中，能与重金属化合而使膜层着色，见表 -11。着色之前膜层用氨溶液清洗以除去孔隙中残存的硫酸，这样可使生成 的硫化物溶解减少，膜层的色调因此加强。表-

52、11 交流电解硫酸膜在稀盐溶液中着色 盐溶液 颜色 盐溶液 颜色 盐溶液 颜色1%硝酸银 橄榄棕 2%硫酸铜 绿1%柠檬酸铋铵 棕2.5%醋酸铅 深棕红1%酒石酸锑钾 橙1%硫酸亚锡 棕黄1% 醋酸镉 黄 1%硫酸亚铁铵 橄榄 1%过锰酸钾 浅黄 1% 醋酸钴 黑1%二氧化硒 金丝雀黄2% 草酸铁铵 黑四、封孔处理为了提高铝件质量和染着色牢固， 着色后必须将氧化膜层的微细孔隙予以封闭， 经过封 闭处理后表面变的均匀无孔， 形成致密的氧化膜。 染料沉积在氧化膜内再也擦不掉， 且经封 闭后的氧化膜不再具有吸附性， 可避免吸附有害物质而被污染或早期腐蚀， 从而提高了阳极 氧化膜的防污染、抗蚀等性能。

53、 常用的着色后的封孔方法有水合封孔、 无机盐溶液封孔、透 明有机涂层封孔。(一)水合封孔 水合封孔包括沸水封孔和常压、加压蒸汽封孔。1、水合封孔的原理 铝的阳极氧化膜在水中有两种形式的反应；一是，在80度以下， pH<4 的水中，与水结合成拜耳体三水合氧化铝， 这种结合仅是物理结合， 过程是可逆的。 另一种是在 80度以上的 中性水中， 氧化铝与水化合成波米体型的一水合氧化铝， 这就是通常所指的水合封孔的反应 过程，由于一水合氧化铝的密度(3014kg/ 立方米)比氧化铝( 3420kg/ 立方米)的小，体积增大 33%左右，堵塞了氧化膜的孔隙。2、影响沸水封孔的原因(1) 时间、温度：

54、在其他条件相对一致的前提下，随封孔时间的延长，膜层结合水量增加， 抗蚀性提高；随封孔温度的升高，水化程度提高，抗蚀性增强。(2) pH值、水质：一般在pH值为的封孔液中封孔，膜层不但有良好的抗蚀性而且耐磨性最好。对水中的杂质含量应加以控制：硫酸根离子<250mg/kg ，氯离子 <100mg/kg ，硅酸根离子 <10mg/kg ，磷酸根离子 <5mg/kg ，氟离子 <5mg/kg 。最好用纯水，其电阻率为5 X 10 Q ?cm(3) 添加剂：在沸水中加入某些添加剂如无水碳酸钠、氨、三乙醇胺等，可增强封孔效果， 提高膜层的抗蚀性，甚至相当或超过蒸汽封孔。水合封

55、孔的另一种方法是蒸汽封孔， 其所处理的氧化膜抗蚀性、 耐磨性与蒸汽压力和封 孔时间有关。一般随压力升高、时间延长、抗蚀性提高、耐磨性降低。3、沸水、蒸汽封孔工艺沸水封孔、蒸汽封孔工艺见表 -12。蒸汽(常压、加压)封孔的效果比沸水封孔好，但 需用高压容器或专用蒸箱， 因此蒸汽封孔特别是加压蒸汽封孔只能用于小型制品的处理，不适合大型制品和流水线生产使用。封孔方法 工艺条件参数项目 参数值加压蒸汽 压力/Pa (4-5) ±).5 X.8 X0的四次方时间 /min 20-30常压蒸汽 压力/Pa ()刈.8 X0的四次方时间 /min 15-30沸纯水 温度 /度 >95pH 值 6±0.5时间 /min 20-30(1)槽液pH值：一般情况下，在硫酸酸化的沸水里封孔，溶液的pH值总是向碱性增加方向 变化，控制办法多采用添加缓冲剂，例如在封孔液中加入磷酸氢胺 0.003-0.03g/L+ 硫酸 。(2)入槽封孔的制品必须清洗干净，为避免氧化膜产生裂纹，封孔前的清洗使用温水。(3) 封孔制品应与槽体金属绝缘，为防止封孔液的大量蒸发，可用$ 70mm勺尼龙塑料球覆盖液面。(二)金属盐溶液封孔在金属盐溶液中封孔