谁知道铝合金化学发黑工艺以及需要注意的问题

原因：

1、在高温下极易氧化变黑或发霉。

2、表面阳极氧化处理，表面生成陶瓷相，因而发黑；

3、使用了清洗剂，清洗剂具有强腐蚀性，如果使用不当，就会对铝型材造成腐蚀氧化。

经阳极氧化及着色工序处理后，铝合金表面又会产生一定厚度的氧化膜和着色膜，二者合计一般也大于0.01mm.，对尺寸的影响并不太大，但是超过了这个数，对铝合金板材的使用寿命会减少。

扩展资料：

作用：

1、用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道。

2、应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件。

3、与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致。

参考资料来源：百度百科-铝合金板

在日常生活中常使用一些铝制器皿，在清洗铝制器皿表面的污垢时，不能使用热的碱性溶液，因为铝能与热的碱性溶液中的氢氧化钠、水发生作用而被腐蚀，生成偏铝酸钠和一种可燃性气体．则可确定反应物为铝、氢氧化钠、水，根据质量守恒定律的元素守恒，则生成物为偏铝酸钠、氢气，酸、碱、盐之间的反应，一般是按复分解反应规律进行的．但也有例外，如：一种黄色的正盐溶液与一种碱性正盐溶液混合，得到一种红褐色沉淀、一种能使澄清石灰水变浑浊的气体和氯化钠．

因为铝是很活泼的金属，在其表面上容易发生化学反应。但是铝的表面能与空气中的氧结合生成致密的氧化膜，这种致密的氧化膜对铝的内部有良好的保护作用，使其在 空气中不再被腐蚀。铝合金表面在各种热处理、机械加工、运输及保管过程中，不可避免地会被氧化，产生一层厚薄不均的氧化层。

同时，也容易受到各种油类污染 和吸附一些其他的杂质。油污及某些吸附物，较薄的氧化层可先后用溶剂清洗、化学处理和机械处理，或直接用化学处理。对于严重氧化的金属表面，氧化层较厚， 就不能直接用溶剂清洗和化学处理，而最好先进行机械处理。

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.

这是一个化学原理的问题，主要是有下面几个原因：

外部环境因素。铝是活泼金属，在一定的温度和湿度条件下极易氧化变黑或发霉，这是铝本身的特性决定的。

铝合金自身的内部因素。很多铝合金压铸件厂家在压铸、机加工工序之后，不做任何清洁处理，或者简单的用水冲冲，无法做到彻底清洗干净。

压铸铝表面残留有脱模剂、切削液、皂化液等腐蚀性物质以及其他污渍，这些污渍加快了铝合金压铸件长霉点变黑的速度。

工艺设计不合理。铝合金压铸件在清洗或压检后处理不当，硬质氧化为铝合金压铸件发霉变黑创造了条件，加速了霉变的生成。

比如金属铼，本身看上去就黑黑的，当然有金属光泽，而且它不溶于盐酸，也不溶于氢氟酸。

出现你说的情况的原因是：

1.表层的铝被盐酸，氢氟酸腐蚀掉了（氟化铝的溶解度很小，但为白色）露出某合金金属了，而它就是黑色的

2.铝合金和盐酸，氢氟酸反应，产生了黑色的盐，并且这些盐溶解度小，覆盖在合金的表面

这个难确定成分是哪个，主要是金属盐类的详细数据不好找，特别是颜色。手头只有常见金属的，可他们的氯化物，氟化物不是白色。

1、铝型材工艺不达标：铝型材是由铝棒挤压，经过氧化镀膜的型材。铝棒原料的选择以及铝型材在生产过程中清洗或者压检处理的不当，铝型材氧化过程中镀膜不均，都会导致铝型材的发黑霉变。我们采用6063-T5铝棒，不掺杂废料，经过严格挤压生产工艺。从源头确保铝型材质量。

2、存放管理不当：铝型材虽然防水耐腐耐蚀，但是如果长期处于潮湿的环境、与不平整的地面直接接触。那么也会导致铝型材出现磨损，氧化膜破损，从而导致铝型材霉变发黑。针对这种情况，可将铝型材存放在干燥通风的环境，且应避免与地面直接接触。

3、清洁管理不合理：铝型材表面经过阳极氧化处理，一般不需要清洁。如有灰尘可直接用软布轻轻擦拭就好。如果采用了带腐蚀性的清洁试剂，会造成铝型材表面腐蚀氧化，导致型材表面霉变发黑。

随着技术的发展,社会发展水平的提高,市场对铝型材的需求也不断增加,各种厂家更是如雨后春笋一样冒出来,这直接导致了市场上各种流水线铝型材泛滥,鱼龙混杂,如果选到不好的合作厂家,损失惨重不说还有可能引入劣质品带来重大安全事故。那么在进行铝型材采购时,高品质卓高铝材，将是您的优质之选。