阳极氧化铝板的工艺流程

其主要过程为：

（1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗，裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光（亚光）表面。

（2）阳极氧化：经表面预处理的型材，在一定的工艺条件下，基体表面发生阳极氧化，生成一层致密、多孔、强吸附力的AL203膜层。

（3）封孔：将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。氧化膜是无色透明的，利用封孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸附沉积一些金属盐，可使型材外表显现本色（银白色）以外的许多颜色，如：黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。

1、脱脂处理：铝型材处理前要对铝型材产品进行脱脂，目的是为了去除铝型材表面的防护油层，保障在后期处理时表面的均匀度。

2、酸蚀处理：铝型材脱脂之后必须要进行酸蚀处理，去除铝型材表面的氧化物。

3、碱蚀处理：进行完酸蚀处理之后要进行碱蚀处理，目的同样是为了祛除铝型材表面的氧化物以及在挤压过程中留下的压痕。

4、混合酸处理：在进行完酸蚀和碱蚀之后铝型材表面会残留一层混合元素的灰层，必须利用混合酸去除，露出铝型材本质颜色。

铝材氧化处理注意事项

将不合格的工件固定到固定装置并用铝进行阳极氧化，然后根据在硫酸水溶液中对铝进行阳极氧化的方法进行阳极氧化2至3分钟。薄膜软化并剥落后，用黑麦和氨氮稍微清洗一下。水出来后可以再次进行导电阳极氧化。

铝铯氧化物技术要求在将工件转移到热处理或焊接工艺中以除去表面油之前，先用有机溶剂（特性：澄清，无色液体）洗涤工件，这种方法很普遍。工件的表面因为不可能而形成。焦化油基烧结层（将粉末材料转变为致密物体的过程），该焦化层很难用有机溶剂去除，并且在浸入黑麦中时会引起局部腐蚀。

以上内容参考  百度百科-铝氧化、百度百科-铝阳极氧化

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、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂.

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

铝表面阳极氧化处理方法（二）铝表面阳极氧化处理方法（二）

（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/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.

铝表面阳极氧化处理方法（三）（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. 3、阳极氧化的种类

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.其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍. 4、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）.用电子显微镜观察研究,膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔,它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层.以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体,称为晶胞,整个膜层是又无数个这样的晶胞组成.阻挡层是又无水的氧化铝所组成,薄而致密,具有高的硬度和阻止电流通过的作用.阻挡层厚约0.03-0.05μm,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. 铝表面阳极氧化处理方法（四） （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0.13-0.14g,同时每A?h有0.08-0.09g的铝溶于电解液生成草酸铝,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0.04-0.02g/L,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,则应提高溶液的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的一种工艺方法.硬质膜的最大厚度可达250μm ,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.

4、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.

流程大致是这样的.

阳极前处理:脱脂--盐蚀--化抛--中和

阳极中处理:氧化

阳极后处理:染色--封孔.

铝合金化学发黑新工艺

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.

铝合金压铸工艺在市面上，已经是非常成熟的加工工艺啦，那么究竟铝合金压铸工艺是如何将铝水变成成品的呢！带着这些问题，我我慢慢为大家讲述铝合金压铸工艺与阳极氧化处理，我我将二者工艺从头到尾详细解说给大家。首先我们一起来看下铝合金压铸工艺流程图：

其实铝合金压铸工艺是一件非常复杂的工艺体系，远远超出我们直观的查看工艺流程图要复杂的多，好了接下来，就和大家讲解一下压铸工艺的原理，其实压铸工艺是将压铸机、压铸模及铝合金等三大要素，完美的组合的一个加工过程，而在我们压铸时，金属会按填充型腔的过程，将压力、速度、温度、时间等因素得到统一的控制流程。市面上一般铝合金压铸厂都是利于高压金属液高速压入某种精密金属模具中，使金属液在压力的作用下，冷却凝固，最终形成压铸件，最为常见的的铝合金压铸工艺一般分为两种，其冷、热室压铸工艺的两种基本方式，好啦，这就是铝合金压铸工艺的原理啦。

接下来我们在来说下 阳极氧化处理工艺 ，相信大家都知道，当铝合金压铸件成型以后，为了提高铝工件使用时间，提高耐磨及抗压等系数，一般接下来都会做一道阳极氧化加工处理工序，阳极氧化处理工艺，市面上一般氧化加工厂都采用硫酸电解液，利于电解作用，使铝合金压铸件表面形成 阳极氧化膜 的过程称为铝硫酸阳极氧化。