鋁表面陽極氧化處理方法優(yōu)質(zhì)資料

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鋁表面陽極氧化處理方法鋁表面陽極氧化處理方法優(yōu)質(zhì)資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)質(zhì)資料，歡迎下載）一、表面預(yù)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?。ㄖ饕煞质侵舅岷秃幕衔铮?、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(xué)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(jié)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、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(dāng)無浸蝕表面活性劑肥皂、合成洗滌劑適量常溫-80適當(dāng).水清洗無浸蝕堿性溶液NaOH50-20040-800.5-3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40-608-1225-3060-703-5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50-7025-353-575-853-5水清洗碳酸鈉磷酸鈉25-4025-4075-85適當(dāng)水清洗磷酸鈉碳酸鈉NaOH2021645-653-5水清洗強堿阻化除油劑40-60705水清洗除油不凈可延長處理時間酸性溶液硫酸50-30060-801-3水清洗硝酸162-354常溫3-5水清洗松化處理磷酸硫酸表面活性劑307550-605-6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(zhì)常溫適當(dāng)交流電或陰極電流電解NaOH100-200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(dāng)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(zhì)。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(tǒng)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(wěn)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(yīng)生成甘油和相應(yīng)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。乳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。（二）堿蝕劑堿蝕劑是鋁制品在添加或不添加其他物質(zhì)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(jīng)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(zhì)量的膜層。此外，通過改變?nèi)芤旱慕M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(tài)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(diào)節(jié)劑（NaF、硝酸鈉），結(jié)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NaOH3.5-950-703-10腐蝕量10-55g/m2，鋁離子含量>30-80g/LNaOH葡萄糖酸鈉或檸檬酸鈉4.5-5.50.1555±18-10腐蝕量20μm，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1.20.255-701-10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(dāng)加入氟化鈉獲光澤白色表面（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(jīng)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/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(yīng)產(chǎn)物，使下道工序槽液免遭污染，確保處理效率和質(zhì)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(jīng)水清洗就可以進行氧化處理，所以這道清洗應(yīng)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(dāng)而前功盡棄。經(jīng)中和、水清洗后的制品應(yīng)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適合著色。人工制氧化膜主要是應(yīng)用化學(xué)氧化和陽極氧化?；瘜W(xué)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(fā)生反應(yīng)，使其表面的自然氧化膜增厚或產(chǎn)生其他一些鈍化膜的處理過程，常用的化學(xué)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(xué)氧化工藝。化學(xué)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(xué)氧化工藝序號溶液組成用量g/L溫度/度時間min應(yīng)用范圍、膜色備注1碳酸鈉鉻酸鈉氫氧化鈉4514285-10010-20純鋁、Al—Mg、Al—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321590-1003-5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47140.06-190-10010-15純鋁、Al—Mn（淡透明銀色）、Al—Mg—Si硬狀態(tài)、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(fā)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(zhì)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(xué)穩(wěn)定性高的材料，如鉛、不銹鋼、鋁等。鋁陽極氧化的原理實質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)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(tài)的氧，還包括原子氧（O）和離子氧，通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽極的鋁被其上析出的氧所氧化，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(tài)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(yīng)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(zhì)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(shù)形成電壓基膜顏色硫酸2×10-2（第二次電離的H+）12-20透明、無色鉻酸30-40不透明、帶白色磺基水楊酸40-70透明帶灰色氨基磺酸30-40帶灰色磷酸1.1×10-2（第一次）7.5×10-8（第二次）4.8×10-13（第三次）30-40透明帶白色焦磷酸1.4×10-1（第一次）1.1×10-2（第二次）2.9×10-7（第三次）3.6×10-4（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1.5×10-5（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(zhì)膜（厚膜）、瓷質(zhì)膜、光亮修飾層、半導(dǎo)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(yīng)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μm備注硫酸Alumilite（美）硫酸，10%-20%DC1-210-2020-3010-30透明5-30易著色，耐蝕硫酸交流法硫酸，12%-15%AC3-4.517-2813-2520-40透明10-25作油漆底層硫酸硬質(zhì)膜硫酸，10%-20%DC2-4.523-100±260以上灰色34-150耐磨隔熱草酸英美法草酸，5%-10%DC1-1.550-653010-30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EloxalGxh（德）草酸，3%-5%DC1-240-6018-2040-60黃色10-20用于純鋁耐磨EloxalGxh（德）DC1-230-453520-30幾乎無色6-10膜薄、軟，易著色EloxalWx（德）AC2-340-6025-3540-60淡黃色10-20適用于鋁線EloxalWGx（德）AC2-330-6020-3015-30淡黃色6-20Al—Mn合金DC1-240-60硬質(zhì)厚膜草酸AC1-2080-2003-560以上黃褐色約20以上較硫酸膜厚約在600μm下高耐磨DC1-2040-604、陽極氧化膜結(jié)構(gòu)、性質(zhì)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(zhì)的致密的內(nèi)層上上成長起來的，后者稱為阻擋層（也稱活性層）。用電子μm，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(dāng)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(yōu)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(guān)。（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(nèi)，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(zhì)密集點，晶格缺陷或結(jié)構(gòu)變形處）發(fā)生局部溶解，而出現(xiàn)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(xù)傳導(dǎo)，新生成的氧離子則用來氧化新的金屬，并以孔底為中心而展開，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(yīng)得以向縱深發(fā)展，從而使制品表面生成又薄而致密的內(nèi)層和厚而多孔的外層所組成的氧化膜。其內(nèi)層（阻擋層、介電層、活性層）厚度至氧化結(jié)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(nèi)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(dǎo)的公式進行計算。σ=Kit式中σ為陽極氧化膜厚度（μm），I為電流密度（A/dm2），t為氧化時間（min），K為系數(shù)（當(dāng)氧化鋁密度γ=kg/立方米則K=0.309）。上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(yīng)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(nèi)，即：K=1.57η/γ式中η為電流效率（電極上實際析出的物質(zhì)量與又總電量換算出的析出物質(zhì)量之比）。K實值各國取值大小各異，美國有取0.328、0.285-0.355，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(zhì)量的因素當(dāng)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(yǎng)護的金屬量、表面生成的鋁氧化膜厚度都隨著增加。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5×10的5-6次方Ω?cm；溶液中雜質(zhì)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0.1g/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(dǎo)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(dāng)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(zhuǎn)，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(dāng)含量較少時，膜呈綠色，隨銅含量的增加，膜薄，色調(diào)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(fā)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LG5L3L5LF21LF2LF3LF5LF7LD31LY11LY12LD8LD2LD5LT199.99Al99.8Al99.5Al99.0Al1.25Mn2.25Mg3.5Mg5Mg7Mg0.5Mg、0.5Si1Si、0.7Mg1.5Cu、1Si、1Mg2Cu、1Ni、0.9Mg、0.8Si4.25Cu、0.625Mn、0.625Mg4.25Cu、0.75Si、0.75Mn、0.5Mg4Cu、2Ni、1.5Mg2.25Cu、1.5Mg、1.25Ni1Mg、0.625Si、0.25Cu、0.25Cr1Si、0.625Mg、0.5Mn5Si111111122223334223223334444123234334465465465445445234334365注：1—優(yōu)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(chǎn)品，其中75%-85%是用常規(guī)硫酸法處理。中國建筑型材標準規(guī)定氧化膜的厚度大于10μm。建筑鋁材陽極氧化工藝的最佳工藝參數(shù)為電解液硫酸15%±2%，鋁離子含量小于5g/L，溶液溫度21±10C，電流密度（1.3±0.05）A/dm2，時間（對LD31合金）30min，則10μm；60分鐘，則可達18μm（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??；用直流電氧化易出現(xiàn)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0.13-0.14g，同時每A?h有0.08-0.09g的鋁溶于電解液生成草酸鋁，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(dāng)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(yīng)超過0.04-0.02g/L，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，則應(yīng)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(jīng)清洗，若不染色可用3.43×10的4次方Pa壓力的蒸汽封孔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(yīng)經(jīng)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(dāng)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(yīng)超過0.2g/L。溶液中鉻含量超過70g/L時就應(yīng)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(zhì)（厚膜）陽極氧化硬質(zhì)陽極氧化是鋁及鋁合金表面生成厚而堅硬氧化膜的一種工藝方法。硬質(zhì)膜的最大厚度可達250μm，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(zhì)膜的孔隙率約為20%左右，比常規(guī)硫酸膜低。某些硬質(zhì)陽極氧化工藝見表-7。表-7硬質(zhì)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/μm始電壓末電壓115%硫酸+14-+4.42-2.1261209050215%硼酸，4%Na2HC6H5O7+60-+700.4-0.6100300240200310%硫酸+10250W/dm215-25806010-130415%硫酸-1-+4.52-2.525-3040-6060-24028-150510%硫酸+8-+1025606025-60610%-15%硫酸0-+45交流10-1260-70中插直流20-24120-14076%-8%二水合草酸條件視合金而改變86%-7%硫酸+3%-6%有機添加劑+4.5-+18+4.5-+181.3-2101504065910%-20%硫酸-6-+1030280160115-1501010%-15%硫酸+8420-25606055-80115.5%甲酸，8%二水合草酸+15-+253-64590100-2504、瓷質(zhì)陽極氧化瓷質(zhì)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(zhì)陽極氧化處理工藝流程與常規(guī)硫酸陽極氧化基本一致，不同的是瓷質(zhì)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(jīng)常攪拌、經(jīng)常調(diào)節(jié)pH值使之處于1.6-2范圍內(nèi)的條件進行。三、染色處理μμm，著色時染料被吸附在孔隙表面上并向孔內(nèi)擴散、堆積，而且與氧化鋁進行離子鍵、氫鍵結(jié)合而使膜層著色，經(jīng)封孔處理，染料被固定在孔隙內(nèi)。（一）有機染料染色1、染料的選擇有機染料品種繁多，依據(jù)不同用途和產(chǎn)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(huán)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(luò)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(jīng)陽極氧化、用清水洗凈的鋁制品，浸入規(guī)定溫度染液中浸泡，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(wù)、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(wǎng)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。各種有機染料的染色濃度及工藝條件見表-9。顏色染料名稱濃度g/L溫度0CpH值時間minAludye黑色黑HBK8-1050-605.5-615-30黑MBK8-1050-555.0-5.55-10黑MRL10-1250-605.0-6.05-30黑BBK10-1250-605.0-6.015-30黑DG1055-606.0-7.010-30黑WAL10-1250-556.0-7.015-30黑MLW8-1250-604.2-4.85-30Aludye紅色大紅A2-550-605-5.55-10大紅D4BS<2555-606.0-7.05-10艷紅MB0.5-550-555.5-6.05-15紅B2-555-605.5-6.05-15大紅D4B255-605.5-6.05-10紅SBR<350-555.0-6.05-10紅FRB0.5-550-555.0-5.55-10艷紅3B1-250-555.5-6.05-15紅MBES1-255-605.0-5.55-10大紅MBES1-255-605.0-5.55-10紅RBL255-604.5-5.05-15紅PBL255-605.0-6.05-10紅CFB0.5-550-556.0-7.05-15紅FPR高濃0.5-550-555.0-6.05-15大紅FAR高濃0.5-550-556.0-7.05-10桃紅BN0.5-550-556.0-7.05-15Aludye紫色紫VB<250-555.5-6.05-10紫MFBL<550-555.5-6.05-10紫RVB<550-555.0-6.05-15紫MBB<550-555.0-6.05-15酒紅BL50-555.0-5.55-15Aludye棕色棕BRL<250-604.5-5.05-15棕CFA0.5-255-604.5-5.55-15棕THM0.5-555-605.0-6.05-10棕BM0.5-555-605.5-6.05-15棕GL0.5-555-605.5-6.05-15棕KBL1-555-605.5-6.55-15紅棕AG0.1-250-556.0-7.05-10黃棕ASG0.2-256-604.5-5.05-10Aludye綠色綠BGLN<250-555.0-5.55-15綠RGS1-955-605.0-5.55-15綠5GM<250-555.0-6.05-15綠M6B<250-605.5-6.05-15綠ABGL<250-555.5-6.05-10綠DB0.5-255-605.0-6.05-10綠A3GM2-555-606.0-7.05-15Aludye黃色黃FD0.5-550-555.0-5.55-10黃FLY0.2-550-605.0-5.55-10黃DRL0.5-255-606.0-6.55-10黃GR0.2-250-555.5-6.05-10黃DGL0.2-250-556.0-7.05-10黃3RF0.5-555-604.5-5.55-10黃YBL0.2-250-555.0-5.55-15金黃MBES0.5-255-605.5-6.55-10黃2GL1-250-555.5-6.05-15黃GLL<250-555.5-6.05-10嫩黃ALNW1-250-556.0-7.05-10Aludye橙色金D2GL0.1-255-606.0-7.05-15橙GR0.1-250-555.5-6.55-10金G227-605.5-6.51-10橙SRL2-550-555.5-6.51-10橙MBES<250-554.5-5.55-10橙GNS0.5-550-555.5-6.05-10Aludye藍色湖藍AB1-250-554.5-5.05-15藍2LW0.5-2555.5-6.05-15藍GBL1-250-554.5-5.55-15藍2AL1-250-554.55-15海軍藍NBL1-2555.85-15翠藍GB0.5-255-605.0-6.05-15Aludye灰色灰MBL0.5-255-606.0-7.05-10灰BRL0.5-150-556.0-7.05-10灰2BL0.1-155-605.0-6.05-10灰ABL0.5-1055-606.0-6.55-20灰GBL0.5-255-605.5-6.05-10灰VA0.5-150-555.0-5.55-10灰G2RC1-1055-605.0-6.05-15灰GR1-1050-555.0-5.55-15灰GL2-555-606.0-6.55-10Aludye青銅色青銅2LW2-555-604.0-5.05-103、著色技術(shù)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(xù)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(yīng)先淺后深，有黃、紅、藍、棕、黑。染印第二色時，噴漆應(yīng)該干燥，使涂料緊貼鋁面，否則染料會浸入，出現(xiàn)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(yīng)一致。（4）染色液同純水配制，如用硬水則應(yīng)加六偏磷酸鹽（濃度小于5%），以免沉淀生成。染料應(yīng)完全溶解，否則著色不均，易出現(xiàn)深色斑點。（5）著色槽應(yīng)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(xué)反應(yīng)造成染液變質(zhì)。（6）嚴禁油污進入染液中，否則著色表面容易出現(xiàn)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(fā)生的選擇性吸附，使顏色不調(diào)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(yīng)將兩種染料分別溶解再置于染浴。凡酸性染料必須用醋酸調(diào)節(jié)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?？扇苄赃€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50~60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(zhì)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、鎳、鉻太多色彩沉悶。（10）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(dǎo)致色調(diào)的變化。因此，著色前制品的清洗尤為重要。當(dāng)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(yīng)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。（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80度的5ml/L硫酸溶液中浸泡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(jīng)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(xiàn)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5.3-5.5，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(fā)生改變。而無機染料當(dāng)溫度超過金屬的熔點時，其顏色不會發(fā)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(nèi)水化生成色淀而使膜層顯色。后者即經(jīng)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(fā)生反應(yīng)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）6]K4→[Fe（CN）6]Cu2+2K2So4褐色鐵氰化銅硫酸銅鐵氰化銅10-10010-5080-9080-9010-2021-203CuSo4+2[Fe（CN）6]K3→[Fe（CN）6]2Cu3+3K2So4一乙醇胺氯化鎳273260-7010重鉻酸銀硝酸銀重鉻酸鉀50-10010-5075755102AgNO3+K2Cr2O7→Ag2Cr2O7+2KNO3深褐色醋酸鈷乙二胺380-903硫酸鎳乙二胺380-905硫化鉛醋酸鉛硫化銨100-20050-1009075510PbAc2+（NH4）2S→PbS+2NH4Ac氫氧化鈷硝酸鈷雙氧水氨水2Co（NO3）2+H2O2+4NH4OH→Co（OH）3+4NH4NO3黃色重鉻酸鉛醋酸鉛重鉻酸鉀100-20050-1009090510PbAc2+K2Cr2O7→PbCr2O7+2KAc鉻酸鉛醋酸鉛鉻酸鉀100-20050-1009075510PbAc2+K2CrO4→PbCrO4+2KAc硫化鎘醋酸鎘硫化銨50-10050-1007575510CdAc2+（NH4）2S→CdS+2NH4Ac白色硫酸鉛醋酸鉛硫酸鈉10-5010-5050601530PbAc2+Na2SO4→PbSO4+2NaAc硫酸鋇硝酸鋇硫酸鈉10-5010-5060601530Ba（NO3）2+Na2SO4→BaSO4+2NaNO3黑色硫化鈷醋酸鈷硫化鈉50-10050-10090-10090-10010-1520-30CoAc2+Na2S→CoS+2NaAc氧化鈷二氧化錳醋酸鈷高錳酸鉀50-10015-2590-10090-10010-1520-30CoAc2+2KMnO4→2KAc+CoO+Mn2O3+2O2↑藍色普魯士藍亞鐵氰化鉀硫酸鐵10-5010-10090-10090-1005-1010-20Fe2（SO4）3+3[Fe（CN）6]K4→[Fe（CN）6]3Fe4+6K2SO4普魯士藍亞鐵氰化鉀氯化鐵10-5010-10090-10090-1005-1010-204FeCl3+3[Fe（CN）6]K4→[Fe（CN）6]3Fe4+12KCl金黃三氧化二錳硫代硫酸鈉高錳酸鉀10-5010-5090-10090-1005-105-10橙黃鉻酸銀鉻酸鉀硝酸銀5-1050-1007575105K2CrO4+2AgNO3→2KNO3+Ag2CrO4醋酸銅1、3-二氨基丙烷301570-805醋酸銅乙二胺301570-805金黃鉻酸鋅氟化鋅硝酸41.53.56010草酸鐵銨15-25適量401-5pH值5.5-6.5黃茶色硫酸亞鐵乙二胺301580-905青銅色醋酸鈷高錳酸鉀2022305-20pH值6-7，著色前浸小蘇打液10g/L。金色（淺）金色（深）草酸高鐵銨三水合草酸高鐵胺1025505022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(yīng)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(yīng)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(diào)和，可使之變?yōu)樯钌?。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(jīng)過硬脂酸處理的鋁粉（50μm）浸入，可浸染得淺黃色的鋁粉。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(dāng)數(shù)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(diào)因此加強。表-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(zhì)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(jīng)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(nèi)再也擦不掉，且經(jīng)封閉后的氧化膜不再具有吸附性，可避免吸附有害物質(zhì)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。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(yīng)；一是，在80度以下，pH<4的水中，與水結(jié)合成拜耳體三水合氧化鋁，這種結(jié)合僅是物理結(jié)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(yīng)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：在其他條件相對一致的前提下，隨封孔時間的延長，膜層結(jié)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(zhì)：一般在pH值為5.5-6.5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(zhì)含量應(yīng)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5×10Ω?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(dāng)或超過蒸汽封孔。水合封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(guān)。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?qū)Ｓ谜粝?，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(chǎn)使用。封孔方法工藝條件參數(shù)項目參數(shù)值加壓蒸汽壓力/Pa[（4-5）±0.5]×9.8×10的四次方時間/min20-30常壓蒸汽壓力/Pa（0.5-1.5）×9.8×10的四次方時間/min15-30沸純水溫度/度>95pH值6±0.5時間/min20-30（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0.006-0.015ml/L。（2）入槽封孔的制品必須清洗干凈，為避免氧化膜產(chǎn)生裂紋，封孔前的清洗使用溫水。（3）封孔制品應(yīng)與槽體金屬絕緣，為防止封孔液的大量蒸發(fā)，可用φ70mm的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，既發(fā)生氧化膜的水化反應(yīng)，又存在著鹽類水解生成氫氧化物或是金屬離子與染料分子反應(yīng)生成新的金屬絡(luò)合物在膜孔隙中沉淀析出的過程，它們共同作用使孔隙封閉。這種處理方法也稱為沉淀封孔。某些金屬鹽溶液的封孔工藝見表-13。某些鎳鹽溶液使用較為經(jīng)常，它的封孔效果好。在封孔過程中，鎳鹽被膜吸引水解生成氫氧化物，由于鎳的氫氧化物量少，幾乎無色，所以不影響膜的本色，特別適用于著色膜的封孔。封孔液組成濃度/（g/L）pH值溫度/度時間/min特點醋酸鎳醋酸鈷硼酸5-5.818-8.45-670-9015-20適用于所有著色制品醋酸鎳硼酸555-698-10020-30槽液煮沸6h使用醋酸鉛2.5-55.5-697-10030適用于鋁紅GLW、鋁棗紅RL膜Zn、Cu、Cr的硫酸鹽2.5-56.797-10030適用于特殊色膜。如Zn鹽用于綠色陽極氧化工藝流程名詞解釋Ⅰ機械與化學(xué)表面處理

金屬需經(jīng)過拋光或刷光,隨后除油及脫脂，檢查外觀質(zhì)量，以為后續(xù)處理工序作表面準備。Ⅱ陽極氧化

通過認為的手段，形成一層厚氧化鋁膜，即陽極氧化膜.即吸附氧化膜.這是吸附著色的先決條件。Ⅲ染色

在陽極氧化膜之微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)沉積染料分子。Ⅳ封孔

封住微細孔，使染料固定于氧化膜內(nèi)。吸附著色的理論依據(jù)吸附現(xiàn)象是采用染料水溶液浸漬染色的特點.與其他著色技術(shù)不同的是，其產(chǎn)生顏色之化合物并非產(chǎn)生自工藝本身而是存在于開初的介質(zhì)中.“吸附”這一術(shù)語的意思是染料分子沉積并積聚氧化膜微孔的內(nèi)表面，此陽極氧化膜的孔隙率為氧化膜的20m2/g。導(dǎo)致吸附的是鋁氧化膜與染料分子之間的鍵合力起作用。這鍵合是不穩(wěn)定的，相反，吸附在陽極氧化膜上的染料（染色強度)與溶液中的染料之間達到平衡.倘若溶液的染料濃度增大，則吸附量會增大，直至達到飽和點（顏色強度最大）時為止。又倘若溶液的燃料濃度下降，比如下降到零，而水中又全無親質(zhì)，便會出現(xiàn)解吸附，導(dǎo)致褪色合色料擴散。因此，在完成染色之后的多孔膜封閉工序是必不可少的.盡管染料迅速吸附，但整個著色過程的速度并非取決這一原始的現(xiàn)象，而是取決于染料分子隨后怎樣進入狹窄的微孔內(nèi)。這一過程以略低的速率進行。分子的直徑平均為0。0025µ；m，而用硫酸直流氧化法制備的陽極氧化膜的微孔平均直徑為0.02＆micro；m。*＊＊******＊＊＊＊＊＊＊****＊＊*＊＊****＊******＊*＊＊＊＊＊*＊*＊*＊*＊＊*＊＊*＊＊＊鋁的級別和鋁的陽極氧化鋁材的物理成分以及級別是吸附著色是否成功的重要因素。鋁材分為高純鋁、純鋁和合金鋁。高純鋁只含不超過痕量（不超過0。05%，依次排級）的親質(zhì)金屬；純鋁的親質(zhì)金屬含量不超過1％。由于鋁本身的強度不足以應(yīng)付各種用途，因而相當(dāng)多是與其他金屬形成合金，主要的是鎂、鋅、錳、銅等.合金中的這些成分越高。耐機械磨損性便越強，但對裝飾性著色的適應(yīng)性則相對的越差。吸附著色本身是不會改善陽極氧化膜的物理特性的。Ⅰ質(zhì)量要求

必須選用陽極氧化級的鋁材,才能保證在陽極氧化和著色后仍然能保持吸引人的外觀。這一級別的鋁材是專門為陽極氧化和著色而特別制備并經(jīng)過特別檢測的.Ⅱ合金成分對色澤和透明度的影響

鋁和鋁合金原有的顏色分別隨其純度級別與所含成分不同而異.而吸附著色的色調(diào)又受原來的底色所影響。1

鎂量大于5%時，陽極氧化膜會暗??；2

含錳及鉻量即使低至僅1%，氧化膜便帶黃色，超過此含量時，金屬色調(diào)便會變的暗黑;3

硅有使氧化膜帶灰色的趨向，不過，很大程度上取決于它存在于合金中的形式。如果以固溶體形式存在而含量低于1%時，它不會使氧化膜明顯暗啞.超過此含量及以非固溶體形式存在時，金屬就會呈渾濁的灰色。有一種特別的含硅3%～6％的鋁合金就被稱為“灰色調(diào)和金”。4

含銅量不超過0。2％左右的鋁合金對陽極氧化膜的顏色、透明度或硬度均無甚影響。以其通常在一些合金（如鋁、銅、鎂類及其他）所用含量，銅往往會給合金帶來不規(guī)則斑點、呈微棕色及微灰色外觀。此外，鋁銅合金在染色過程中比其他合金更易于發(fā)生原電池腐蝕（點狀腐蝕）.5

鋅對氧化膜質(zhì)量不產(chǎn)生影響。倘若含量在2%左右或稍大，又假如合金不含其他成分，則在染色中不會產(chǎn)生明顯的色調(diào)變化，也不會令染色膜變暗啞。Ⅲ機械表面處理與化學(xué)表面處理

未經(jīng)預(yù)處理的鋁是不能陽極氧化和著色的。事實上,有控制的表面處理是染色完美和光滑均勻德必備條件。機械的和化學(xué)的預(yù)處理決定了金屬表面最終德外觀，因為透明德陽極氧化膜或著色都是無助于光學(xué)性能德。化學(xué)處理目的在于清除金屬上的脂類、油污、夾雜的親質(zhì)、皂類德殘余、以及自然氧化膜。這些污染物質(zhì)如果未得到徹底清除,就會妨礙氧化膜的生成，隨而隊染色產(chǎn)生明顯不良的影響。對準備陽極氧化并吸附著色德鋁件作預(yù)處理時所遵循的準則,與陽極氧化而步著色德工藝準則相同.Ⅳ硫酸直流電氧化工藝參數(shù)對陽極氧化膜著色性能的影響在陽極氧化膜的吸附著色工藝中,最終獲得的色調(diào)不但取決于著色過程本身,而且在相等重要的程度上取決于氧化膜的性能。而氧化膜的性能又取決于陽極氧化參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)中,這一點往往未受到注意。當(dāng)在追溯染色故障因由時，必須同時仔細檢查陽極氧化的工藝條件。在無色陽極氧化時未被發(fā)現(xiàn)的氧化膜上的某些變異在西服著色時變的明顯,而且即使改進染色過程亦只能有限度的得到改正。參數(shù)偏離標準染色強度差別膜機械強度差別硫酸濃度偏高偏低較深較淡較低較高鋁濃度偏高偏低改善膜的結(jié)構(gòu)稍淡

稍高電流密度（膜厚度恒定時)偏高偏低較淡較深較高較低溫度偏高偏低較深較淡較低較高時間偏長偏短較深較淡較高較低膜厚度偏厚偏薄較深較淡較高較低①、硫酸濃度提高硫酸濃度會增強其對金屬的溶解作用，產(chǎn)生更顯著錐性的微細孔,孔的平均直徑更大些。由于空隙率增大而使內(nèi)表面面積增大，吸附能力因而加強，可以染出較深的顏色.在陽極氧化液使用期間,越來越多的游離硫酸消耗于溶解方面，隨著其濃度因而下降，膜的吸附力亦隨而降低.為保證隨后的染色能具有同等的強度,維持游離硫酸濃度于嚴格的允許范圍內(nèi)就顯得十分重要。②、鋁含量當(dāng)鋁含量在5g/l以下時,染料吸附能力顯著下降，但鋁含量達到5g/l以上時，吸附能力便維持接近穩(wěn)定。但當(dāng)超過15g/l時，溶液便不能有效的起作用,陽極氧化膜會出現(xiàn)不規(guī)則。因此，為使著色色澤高度均勻,宜將鋁含量保持在5~15g/l。③、電流密度在電流密度高而膜厚固定的情況下,由于金屬受硫酸溶解的時間短些，所以染料吸附能力下降.如果把成分不同的合金件放在一起進行陽極氧化，零件與零件之間便會出現(xiàn)電流密度上的變動，當(dāng)這些零件著色時,便會反映為色澤上的差異.因此,在同一批次內(nèi)應(yīng)只陽極氧化一種合金的零件；如果零件時要著色的，這一點尤其重要.④、電壓電壓應(yīng)根據(jù)陽極氧化工藝參數(shù)以及合金的成分來施加，通常為12～20V。⑤、溫度提高溫度會加強硫酸的溶解作用,從而使氧化膜柔軟些和有更多的微細孔，染料吸附能力便高.但溫度的影響非常明顯,必須嚴格控制。其允許的誤差微+/—2℃。在這方面，必須注意的是,倘若熱對流步充分而出現(xiàn)局部溫度差異，以后便會出現(xiàn)著色的不均勻的結(jié)果。為避免出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，對陽極氧化液必須采取徹底攪拌和均勻冷卻的措施。⑥、陽極氧化時間與膜厚度陽極氧化膜的厚度幾乎與電流密度和時間的乘積成正比。當(dāng)電流密度恒定時（在工廠生產(chǎn)時只是指接近恒定時）,氧化膜的厚度及與厚度密切關(guān)聯(lián)的染料吸附能力均與陽極氧化時間成正比關(guān)系。由此可見,如需要著出深色，就必須有相當(dāng)厚的膜,實際上，在厚度為12μm的標準氧化膜上，只要著色條件適當(dāng)，一切需要的色調(diào)都可染出來。不過,當(dāng)要很高的顏色堅牢度時，陽極氧化膜就必須有超過12μm的厚度，以便獲得最佳的耐光度,因為這一性能是由封閉在氧化膜內(nèi)的染料量來確定的。對于建筑物配件，氧化膜厚度還必須達到25μm。基于成本及質(zhì)量方面的考慮，建議厚度不超過30μm.厚度在12μm以下的薄膜,其染出的色調(diào)不得不只限于淡色,因為其吸附能力有限.Ⅴ陽極氧化后的清洗在精飾生產(chǎn)過程中，陽極氧化后的清洗是十分重要的。黏在著色件上的酸的殘留物如果未得到徹底清洗，染色時便會出現(xiàn)斑點.它們還會污染染色液使之逐漸減弱染色能力,甚至?xí)谷玖袭a(chǎn)生化學(xué)變化.因此，必須制訂最優(yōu)選的清洗處理程序，其處理過程還要盡量縮短滯留時間，以免氧化膜有被過早封閉的危險，而導(dǎo)致降低染料吸附力?？刂魄逑葱实淖罴逊椒ㄊ怯娩寮追幼现甘緞?。酸/水發(fā)生迅速交換。重要的是要讓新鮮的清水盡快到達工件表面的每一個點。如果工件的形狀復(fù)雜，如有洞穴、焊接口等，就必須在清洗水中攪拌以產(chǎn)生嫘流.Ⅵ陽極氧化后的工件在染色前的貯存

陽極氧化出槽的工件在貯放一定時間后，其染料吸附能力便會減弱,在環(huán)境溫度及濕度高時尤甚。因此，氧化后的工件宜即作下一步處理或予以干燥,而不應(yīng)過分遲緩。如果工件經(jīng)過干燥后，在進入下一步處理前，最好先用冷水濕透工件或者是用酸予以活化。陽極氧化后的工件絕不允許沾上手指印。只要有可能,在拿取這些工件時都需要戴上濕水的橡膠手套。工件上凡被污物或油脂污染過的地方都不能吸附足夠的染料來達到顏色深度的要求，也不能達到滿意的封閉效果。Ⅶ陽極氧化膜的活化陽極氧化后,在著色之前，可用酸液處理，把氧化膜活化.所有有機酸、無機酸及酸性鹽均適用于活化，不過，通常多選用硫酸或硝酸。這一處理必會使一些陽極氧化膜的物質(zhì)溶解,使空隙率增加，從而提高吸附染料能力。如果工件曾存放一段時間,則酸的作用主要是溶解因大氣水分反應(yīng)而形成的水合物。這樣提高吸附染料能力會帶來很多好處，這是有充分理由的.但是，在最終厚度恒定的情況下,氧化膜的質(zhì)量會有所下降，也是必須接受的事實。用酸活化的方法主要應(yīng)用在銘牌的制作上。①、操作步驟直接在陽極氧化后或在經(jīng)過貯放后（濕的或干的），氧化的鋁品處理方法如下表所示：溶液溫度時間5ml/L硫酸30～35℃15min5ml/L硫酸室溫30～60min1：1硝酸/水室溫5～120S表中提供的數(shù)據(jù)只是典型的處理方法實例，還必須根據(jù)精飾方法的其他因素作相應(yīng)的調(diào)整.活化后還必須將工件再次徹底進行清洗.②、氧化膜活化后的染色性能如果酸活化處理在比上述工件條件更為嚴格的條件下進行,則不但會有使陽極氧化膜的光澤和硬度下降的趨勢，且其耐腐蝕性能亦會降低.因此，對于建筑鋁材，不推薦使用著色前酸活化的方法.*＊＊**＊****＊***＊**＊＊＊**＊＊＊＊＊*＊＊＊＊**＊**＊＊＊＊*＊＊＊*＊*＊**＊***＊*＊*染色流程Ⅰ染色設(shè)備選擇染色槽德尺寸以及染色液液量時，要考慮到使要處理的一槽工件完全浸沒于溶液而不必對工件作重新排布。若是采用噴淋染色法，則染色液的體積要小的多（約15%～20％）。染色液用酸泵循環(huán)并通過噴嘴噴到工件上。染色槽必須用符合下列要求的材料制造：①、

有能經(jīng)受80℃的熱穩(wěn)定性；②、

對極度稀的非陽極氧化用之有機酸有耐酸能力；③、

對低濃度的氯化物有穩(wěn)定性;適用的材料包括有：①、

耐酸不銹鋼；②、

具有中等至高的熱穩(wěn)定性之塑料，如聚烯烴類（聚乙烯、聚丙烯）、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酯等；③、

硬質(zhì)橡膠。染色槽經(jīng)過使用一段時間出現(xiàn)裂紋或孔洞時,染色液會因裸露的槽體材料接觸而致消弱染色能力。Ⅱ染色液的加熱最好的加熱裝置是以在水平方向安裝于靠近染色槽底部的由電加熱元件或蛇行管交換器組成的加熱系統(tǒng)。導(dǎo)熱介質(zhì)可以是水、蒸汽或油.染色液也可以選用煤氣燃燒器來加熱,燃燒器安裝在槽子下面。制造加熱裝置的材料，其穩(wěn)定性要與制造染色槽的材料穩(wěn)定性標準相同。加熱系統(tǒng)宜配備溫度控制裝置。Ⅲ染色液的攪拌

適度的攪拌可使整槽染色液各處的染料濃度均勻。

倘若是給小零件染色的染色槽，通過熱對流及工件運動產(chǎn)生的攪拌便可能足夠了。但是，一般情況下，必須透過多孔管打入經(jīng)過過濾的壓縮空氣來增加染色液的運動。攪拌器如螺旋漿或舵式的攪拌器之類都有很好的效果。染色液也可以用循環(huán)泵來保證攪拌。在這種情況下，可插上一個過濾網(wǎng)，把液中浮游物質(zhì)隔住,保證染色液保持高純凈和著色件清潔.由于染料吸附速率會隨染色過程之持續(xù)而明顯降低，因此,保持槽液攪拌就十分重要，特別是在開始階段。在把工件浸入時以及在染色的第一分鐘，讓工件動來動去往往可以增加色調(diào)均勻性，特別是在染淡色時。Ⅳ電絕緣如果在鋁著色槽中采用了鈦掛鉤，就必須避免使用類似的電接觸點。如未能避免，就會從兩種金屬和染色液產(chǎn)生動電電流，使染色工件出現(xiàn)點腐蝕.鈦掛鉤應(yīng)該用非導(dǎo)體材料如木材或塑料與槽電絕緣后才能懸掛到染色槽內(nèi)。Ⅴ染色條件對顏色的影響和陽極氧化工藝參數(shù)一樣染色工藝參數(shù)也對染色產(chǎn)生顯著的影響。①、染色溫度染色速率隨溫度之上升而提高.因此，著出一定深色所需的時間隨溫度升高而縮短.但是，同步封孔反應(yīng)會減緩吸附速率，在極端的條件下還會完全抑制染色，因而同步封孔反應(yīng)與溫度的關(guān)系甚至?xí)鼮轱@著。倘若溫度過高,染料的積聚在還未達到足夠的密度時便終止.同步封孔還阻止染料吸附的逆向過程.因而，在高溫下產(chǎn)生的氧化膜在封孔溶液或清水中不會有大量的色料擴散,但這種染色膜也較難退除。采用室溫溫度時，這種封孔作用較微弱，意味著可以染出較深色調(diào)的染色膜,但一方面，染色時間又會較長。優(yōu)選的溫度范圍為55~65℃，兼顧了可獲得較深色調(diào)和接受的著色時間。②、染色時間正常的染色時間為5~15分鐘。變化染色時間和間隔一定時間抽樣檢查染色效果可以使因氧化膜缺陷所造成的色調(diào)差異在一定程度上均勻化。但染色時間不宜計算的太短，因為如果太短的話,某一特定批次的染色膜以及與批次間的染色膜就不均一。采用混合染料時,此電尤應(yīng)注意。從顏色的耐久性考慮,把染色時間縮短到5~15分鐘也不明智,即使是在染淡色時也不宜。一般而言,低染料濃度和較長的染色時間所得的染色膜筆之高染料濃度而染色時間短的染色膜顏色耐久性會更好些。對于不必滿足嚴格顏色耐久性要求得著色產(chǎn)品，可以大幅度縮短染色時間,不過就有必要采用更高染料濃度得染色液。但染色時間縮短到只用幾秒時，許多染料會在封孔液中出現(xiàn)嚴重得色料擴散。染色時間超過30分鐘以上就不再產(chǎn)生什么效果。如果過了這么長的時間仍未能達到要求的深度，則可能是有其他因素干擾(例如陽極氧化膜過薄、染料濃度過低或可能是染色液受親質(zhì)所污染等）。③、pH值染色的最佳pH值通常為5～6。相當(dāng)多的染料要求pH4~5以便積聚到微細孔內(nèi)并達到令人滿意效果。一般而言，隨著pH值降低，陽極氧化膜的吸附能力提高。這是因為較高的氫離子濃度提供較大面積的帶正電荷的表面，使帶負電荷的陰離子染料被吸引和吸附到這樣的表面上去.不過，pH值有允許的下限，因為pH值低于4時氧化膜會部分溶解.即使pH值在4以上時也有微量的鋁溶解，形成沉淀物或使染料部分地失去活性。此外，某些品種地染料在這樣低地pH值下會出現(xiàn)化學(xué)不穩(wěn)定，或由于溶解度地降低而沉淀。④、染料濃度必須選擇好染料濃度，使之在工藝條件（pH值、時間、溫度）下能獲得指定地深度，選擇這些工作條件時應(yīng)以鋁材能在絕對的染料濃度下染上色為標準。實用的染料濃度范圍最高至5g/l。但若染黑色時，則必須顯著的大些。高染料濃度的染色液表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性.根據(jù)吸附原理,在一定的工作條件下，染料在陽極氧化膜上的吸附量隨可提供的染料量增大而增大。不過，這一規(guī)律只在氧化膜本身的吸附能力未竭盡時適用.吸附能力竭盡時，再增大濃度也不會使染色產(chǎn)生再深的色調(diào)。相反，由于染料和無色親質(zhì)對吸附點的競爭，有時還會觀察到深度減弱的現(xiàn)象。在較厚的氧化膜上，可以用明顯較少量的染料染出同等色調(diào)的染色膜。在固定染料濃度的條件下，在厚氧化膜上獲得的染色色調(diào)比在標準氧化膜上的深.⑤、溶解的親質(zhì)以離子形式溶解于染色液中的親質(zhì)會影響染色過程。這些親質(zhì)和染料爭奪吸附點而導(dǎo)致染色強（深）度減弱。一價酸的殘余物如硝酸鹽、乙酸鹽和甲酸鹽等不會危害染色，甚至還會起到促進作用。氯化物是危害性的，因為它們會導(dǎo)致電池作用腐蝕。多價陰離子也一樣，特別是那些會形成絡(luò)和物的，如磷酸鹽、硅酸鹽和氟酸鹽等都是危害性的，只要是以極微量存在，都會完全阻止染色.最常見于精飾液中的親質(zhì)是硫酸鹽和鋁，它們的破壞力中等。染料對不同的溶解親質(zhì)有不同的敏感度。由于沒有實際可行的辦法來消除這些親質(zhì)離子的干擾,因而當(dāng)積累的親質(zhì)已超過某一極限時,染色液就必須更新。為能延長染色液的使用壽命，必須盡量減少把污染物帶入染色液內(nèi).為達到這一目的，應(yīng)采取如下措施：α、染色前必須徹底清洗陽極氧化后的工件,以盡量減少帶入到染色液去的硫酸鹽和鋁的數(shù)量;β、染色液的pH值應(yīng)保持在推薦值的范圍內(nèi),以避免因pH值低而出現(xiàn)的氧化膜溶解所帶來的污染；γ、當(dāng)染色液停止使用時，應(yīng)在染色槽上加蓋子，以防止吊起的工件把處理液滴入染色液而污染之；δ、用經(jīng)過選擇的化學(xué)藥品調(diào)整染色液，使之保持良好狀態(tài)。⑥、不溶解的親質(zhì)不在溶液中的親質(zhì)是不會影響吸附的，但它們會妨礙染料向微細孔內(nèi)擴散.黏附在陽極氧化膜上的污物，特別是油污微粒，有防染作用,從而造成不均勻的云狀染色或形成不合格染色膜.膠體親質(zhì)滲透進微細孔內(nèi)就會阻斷染料的擴散。這樣，即使有足夠的染料濃度和染色時間，它們?nèi)詴恋K染料積聚,使不能染至指定的深色調(diào)。有一點是極其重要的，就是染色液攪拌所用的壓縮空氣必須是無油壓縮空氣，才能保證溶液中沒有油粒。染色液中的其他固體污染物或沉淀物可用合適的過濾裝置（例如8～15μm的細網(wǎng)眼濾網(wǎng)）清除.Ⅵ染色液的控制和管理

決定吸附染色取得成功的因素可分為兩大類：α、氧化膜因素陽極氧化膜的染料吸附能力對染色效果起關(guān)鍵作用，這一事實往往是被忽視了。只有當(dāng)單個工件、工件與工件之間、以及一批工件與另一批工件之間,它們的陽極氧化膜性能均一致時，才有可能著出均勻一致的著色膜。關(guān)于決定陽極氧化膜均一性的因素，以有不少報道，可以認為是人所共知的。陽極氧化膜形成上的任何變化對吸附著色的影響比之對無色陽極氧化或電解金屬鹽著色的影響要明顯的多.因此，前者的工藝所需的氧化膜均勻性標準也比后兩工藝的要求高。β、染色因素相關(guān)因素有：——溫度—-時間——染色液的pH值——染料濃度——染色力對時間、溫度和pH值的控制不會有多大的問題，但染料濃度的測定和染色力的測定則是更為精確的工作。為了補償染色力的下降，必須加入足夠的染料，使?jié)舛瘸^原先的起始濃度值，和/或必須對染色液作部分更新。如果情況嚴重，就必須重新配置新液。①、染色液的pH值帶有玻璃電極的電動pH計是最適合用來測量鋁著色液pH值的儀器。由于溶液本身帶有顏色,所以，利用色階的簡單試紙測量方法只在有限范圍內(nèi)適用。一定牌號的染料固有的pH值取決于濃度和水的硬度。在制造時，pH值已盡量調(diào)整至規(guī)定的數(shù)值,使平均濃度的染料溶液具有適宜于著色的pH值。若在濃度較低或用硬水時，pH值會移向7。染料pH值大多數(shù)范圍為5~6。由于染色液的pH值不可避免地且反復(fù)不斷地被硬水、帶入的陽極氧化的酸、蒸汽等影響而變動，因而，較明智的辦法是用一種緩沖劑來穩(wěn)定這一數(shù)值。通常應(yīng)用醋酸緩沖劑來實現(xiàn)。②、染料濃度的測定下面是對兩種主要方法的簡述。α、用肉眼檢查染料濃度將一用于對照的標準液與一用過的染色液按相同的比例稀釋后，用肉眼檢查法給予鑒定。把較為深色的那種溶液（通常是對照用液）用水稀釋至其色度與另一種溶液相符為止.由兩種溶液之體積計算出它們的濃度差別。β、分光光度法測定染料濃度將染色液之樣液稀釋后測定其吸光值，再取具有指定（標準）染料濃度之對照液以同樣比率稀釋后測定其吸光值，然后比較這兩個吸光值,再計算生產(chǎn)用之染色液的實際染料濃度,單位為g/l。此一快速、準確的測定方法已在工業(yè)上得到日益廣泛的應(yīng)用。不過，測出的數(shù)值僅表達了染料總濃度而未考慮到例如硫酸鋁等親質(zhì)的影響，這些親質(zhì)的存在是會危害到染料的吸附的。因此，還必須測定槽液的實際染色力.③、染色力的測定此一重要的染色因素可采用肉眼檢查法或用分光光度法測定。肉眼檢查法所得的只是一個近似值。α、用肉眼檢查染色力在實驗室里，用同等條件從具有原始濃度得新配染色液和從舊染色液得樣液分別染色。用肉眼比較它們得染色深度差異，從而鑒定染色液得染色能力。β、分光光度法測定染色里對從新配的染色液和從車間現(xiàn)用的染色液中染色的陽極氧化膜之吸附染料量進行比較。兩種染色液的染色條件可能是不相同的，例如,染料濃度可能是不相等的。把兩種染色膜剝離下來，用恒定的條件制備萃取溶液,然后測量不同的數(shù)值.此兩種不同數(shù)值的商數(shù)即為染色力的損失值。由這一數(shù)值計算出相對染色力百分比，從而估算出需要添加到槽液中的染料量。相對染色力