6061的铝合金板材表面氧化后发黑是怎么回事

达到黑色哑光，可以在氧化前先进行喷砂处理，以形成无光表面，经过氧化着色就成了哑光黑色。

铝合金表面氧化着色

氧化着色分两步，第1步采用传统的铬酸盐氧化工艺，对经前处理的工件及时进行化学氧化，以免再次污染或生成新的自然氧化膜，其工艺规范如下：

Na2CrO418 g/L

Na2CO45 g/L

NaOH4g/L

Na3PO48g/L

θ60～70℃

t10 min

经该步处理，可得到耐蚀性基本达标的氧化膜。

第2步为对经氧化处理的工件着黑色。该步工艺配方采用某过渡金属化合物A为着色剂，KMnO4为氧化剂，NiSO4为催化剂，并加HNO3调节pH值为5左右。工件在80～90℃处理约8min即可。

可采用水解盐法进行封闭，在已形成的发黑膜孔隙中产生氢氧化物沉淀，将微孔堵塞。经封闭可进一步提高耐蚀性，增加光泽度。水解盐法封闭工艺规范如下：

NiSO4 4～5 9/L

NaAc·3H2O4～6g/L

CoSO4·7H2O0.5～0.8g/L

H3BO34～5 9/L

pH值4～6

θ80～85 ℃

t15～20 min

铝表面发黑原因是铝制品被氧化而发黑，建议不清除，氧化铝在空气中较为稳定。很难再氧化。可以保护内部的铝不被氧化。如为了美观用磨床或者砂纸磨掉最外层就可以了。不清理也不影响正常使用。

尺寸是不变的。

因为所谓铝合金氧化发黑，其实是铝合金的最表面转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性，氧化膜的孔径在100nm~200nm之间，氧化膜厚度10微米左右，孔隙率20%左右，孔距300~500nm之间，这么薄的厚度，不会改变铝合金本身的尺寸。

阳极氧化膜的结构

阳极氧化膜由两层组成, 外层称为多孔层，较厚、疏松多孔、电阻低。 内层称为阻挡层(亦称活性层)，较薄、致密、电阻高。 多孔的外层是在具有介电性质的致密的内层上成长起来的。

总体而言，阳极氧化膜是六角柱体的列阵，每一个柱体都要一个充满溶液的星型小孔，形似蜂窝状结构，孔壁的厚度孔隙直径的两倍。

阻挡层是由无水的AI2O3所组成, 薄而致密, 具有高的硬度和阻止电流通过的作用。

氧化膜的孔径在100nm~200nm之间，氧化膜厚度10微米左右，孔隙率20%左右，孔距300~500nm之间。氧化膜的截面图表明氧化膜孔基本上是管状结构，氧化膜发生溶膜反应基本上是在孔的底部发生的。

而一般的硫酸直流阳极氧化膜的孔径是20nm左右，如果是12微米的氧化膜，那是多深的细管状结构啊！假设这是一个直径1m的井，那么它的井深将有600m深。

氧化膜的绝大部分优良特性,如抗蚀、耐磨、吸附、绝缘等性能都是由多孔外层的厚度及孔隙率所决定的,然而这两者却与阳极氧化条件密切相关, 因此可通过改变阳极化条件来获得满足不同使用要求的膜层。

膜厚是阳极氧化制品一个很主要的性能指针, 其值的大小直接影响着膜层耐蚀、耐磨、绝缘及化学着色能力。在常规的阳极氧化过程中, 膜层随着时间的增加而增厚。

在逹到最大厚度之后, 则随着处理时间的延长而逐渐变薄, 有些合金如AI-Mg、AI-Mg-Zn合金表现得特别明显。因此, 氧化的时间一般控制在逹最大膜厚时间之内。

参考资料来源：百度百科-铝阳极氧化

1前言

在铝合金产品应用中，黑色是一种重要的常见色调。它不仅可作大方典雅的表面装饰色，还是铝合金制备吸热材料、光学材料和零部件时必不可少的颜色。铝合金着黑色有较大的市场需求。目前铝合金着黑色多采用传统的电解着色和硬质阳极氧化着色法，耗电量大，需专用设备及工夹具，不适用于超小型工件及结构复杂的工件。采用一种化学氧化着黑色的新技术，通过两步氧化着色，得到了结合力好、耐蚀性强、颜色鲜艳美观的铝合金黑色氧化膜。

2实验部分

2.1实验过程

铝合金两步法氧化发黑工艺流程：

工件→化学脱脂＋超声波→碱蚀→酸蚀出光→化学氧化→发黑→封闭→干燥→成品

2.1.1前处理

(1)化学脱脂

用60～65℃碱性化学脱脂液处理工件约2 min，除去工件表面的油污，以保证碱蚀均匀，防止工件产生花斑。其脱脂液配方如下：

NaOH5～6 S/L

Na2CO320～25 g/L

Na3PO4•12H2O10～15 g/L

表面活性剂1 g/L

(2)碱蚀

在60℃的NaOH(ρ(NaOH)=40～50g/L)溶液中碱蚀l～2min，以除去工件表面残存的自然氧化膜及变质合金层，并调整基体表面，使之均匀一致。为了减少腐蚀过程中沉淀的氧化铝絮凝物，可采用柠檬酸铵(ρ=10g/L)作为螯合剂。

(3)酸蚀出光

用H2SO4和HNO3体积浓度分别为15～20 mL/L、3～5 mL/L的酸蚀液中和残留碱，同时溶去挂灰附着物，使工件露出光洁的活性表面。

2.1.2氧化着色

氧化着色分两步，第1步采用传统的铬酸盐氧化工艺，对经前处理的工件及时进行化学氧化，以免再次污染或生成新的自然氧化膜，其工艺规范如下：Na2CrO418

g/L

Na2CO45 g/L

NaOH4g/L

Na3PO48g/L

θ60～70℃

t10 min

经该步处理，可得到耐蚀性基本达标的氧化膜。

第2步为对经氧化处理的工件着黑色。该步工艺配方采用某过渡金属化合物A为着色剂，KMnO4为氧化剂，NiSO4为催化剂，并加HNO3调节pH值为5左右。工件在80～90℃处理约8min即可。

2.1.3封闭

可采用水解盐法进行封闭，在已形成的发黑膜孔隙中产生氢氧化物沉淀，将微孔堵塞。经封闭可进一步提高耐蚀性，增加光泽度。水解盐法封闭工艺规范如下：

NiSO4 4～5 9/L

NaAc•3H2O4～6g/L

CoSO4•7H2O0.5～0.8g/L

H3BO34～5 9/L

pH值4～6

θ80～85 ℃

t15～20 min

2.2膜层主要性能评价指标

因采用两步氧化成膜，该配方在较大试验范围内均可得到耐蚀性好的氧化膜，故确定正交评分及检验标准时着重选用了膜层色度、均匀度、附着力三个指标(见表1)。表中，均匀度由显微镜(100目)观察，用同样面积内膜上小坑或突起的多少计分；附着力以脱脂棉力度均匀地擦拭膜表面至露基底的次数计分。综合评分z由公式计算。

3结果与讨论

3.1各因素对着色效果的影响

经初步试验，选取了影响着黑色效果的4个主要因素：着色剂A质量浓度，KMnO4质量浓度，着色温度，着色时间。采用L9(34)正交表进行正交试验优选，并固定NiSO4质量浓度为2g/L，各配方均用HNO3)调节pH值为5。

以正交试验的结果作极差分析，绘制极差分析图见图1。由图可知，着色剂A用量对色度及附着力均有较大影响，用量大有利于提高膜层整体性能；KMnO4浓度有一最佳值，用量过高膜层各项指标反而有所下降；着色温度可在一较大范围内波动，易于操作控制。

3.2最佳工艺条件

根据正交试验极差分析结果，综合进行单因素试验的结果，得到了最佳工艺条件。

着色剂A16～18g/L

KMnO48～10 g/L

NiSo42g/L

θ80～85 ℃

pH值4.5～5

t8～10 min

3.3氧化层测试结果

以最佳工艺条件处理铝合金表面，得到了黑色鲜艳、附着力强、平整、光洁、均匀致密的黑色氧化膜，且表面无挂灰。

由膜层表面电镜照片(图2)分析可知，其表面明显为具有高耐蚀性的非晶型结构，膜层均匀致密；由侧面电镜照片(图3)可知该膜层非常均匀，两层氧化膜结合良好。

由电子能谱分析(图4)可知膜层主要成分为Al2O3、MnO2、NiO及另一关键着色成分，质量分数分别为25%、44.5%、13.5%、17%。

对本试验获得的着色工件采用锉刀法评价其结合力，用扁锉呈45。由基体金属向镀层方向锉镀层的边棱，镀层未见揭起或脱落。

4结论

利用该铝合金化学发黑新技术对经碱性铬酸盐氧化液处理后的铝合金化学着色，得到了颜色鲜艳、结合力好、耐蚀性强、有很好的装饰及防蚀效果的黑色氧化膜。且该法耗电量低，设备简单，投资小，操作简便，便于批量生产，尤其适用于形状复杂的铝合金工件表面着黑色，具有较好的应用前景.

铝合金门窗用久了发黑那是因为氧化腐蚀了，尤其是现在的雨水是酸雨，很容易腐蚀铝合金加速氧化的过程。我给你列出3个办法，你看看哪个适合你。

1，使用酒精清理。

买点高浓度酒精，用抹布浸泡以后去清理门窗，你会发现清理起来会简单得多。

2，使用白醋清理。

买一瓶白醋浸泡抹布，然后再去清理发黑的铝合金也能很快地清理干净，不过你要注意在后面用清水再清理一遍。

3，使用食用碱清理。

将家里的食用碱面溶解在热水里，用抹布蘸这个水去清理也能快速的清理氧化层，时候同样要用清水清理一遍。

科普：

铝合金表面的氧化，生成氧化铝，是致密的保护膜，它与酸、碱都反应，所以上面的醋和食用碱就是这个意思，靠化学反应清理掉的。

咱们确实把氧化铝清理干净了，但是如果不保养，那没过多久就又黑了，所以最好的办法莫过于给铝合金刷一层防护漆啊。

刷上这么一层防护漆不光美观，而且对铝合金表面形成了一个保护层，不让铝接触到氧气，所以就不会发生被氧化的现象了，一桶漆也没多少钱，刷一层呗。

2、喷漆，人造漆的一种，用硝酸纤维素、树脂、颜料、溶剂等制成。通常用喷枪均匀地喷在物体表面，耐水、耐机油，干得快，用于漆汽车、飞机、木器、皮革等。该物质有毒性，对身体有一定影响，不同品牌的喷漆由于成分含量不同毒性也不同。使用时应特别注意安全，避免吸入和皮肤接触。

3、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。

黑色阳极氧化是一般是铝合金的表面处理,属于阳极氧化,只是说阳极成黑色而已.

发黑处理是防锈的一种处理方式,一般是钢铁产品的表面处理,主要是防锈,颜色是黑色的.

因为价格比电镀要低,但是防锈性比电镀差,所以应用在原材料比较多.