国内各类 外阳极氧化综述

　　在拔取 氧化工艺之前，应对铝或铝合金材质环境有所领会，由于 ，材料质量的好坏 、所含成分 的分歧 ，是会直接影响到铝成品 阳极氧化后的质量的。关于这一点，洪九德、范济同志已有专门阐述(参看《电镀与涂饰》1982年第2期P.27)。好比 ，铝材外观若有 气泡、划痕、起皮、粗拙 等缺点 ，经阳极氧化后，所有疵病仍然 会显现 出来。而合金成分 ，对阳极氧化后的外观外观，也发生 直接的影响。好比 ，含1～2%锰的铝合金，氧化后呈棕蓝色，随铝材中含锰量的增添 ，氧化后的外观光彩 从棕蓝色到深棕色转化。含硅0.6～1.5%的铝合金，氧化后呈灰色，含硅3～6%时，呈白灰色。含锌的呈乳浊色，含铬的呈金黄至灰色的不平均 色调，含镍的呈淡黄色。一般而言，只有含镁和含钛量年夜 于5%的铝含金，经氧化后可以获得 无色透明且亮光 、光洁的外观。

　　在选择好铝及铝合金材料后，天然 就要斟酌 到拔取 适合 的阳极氧化工艺。今朝 ，我国普遍 利用的硫酸氧化法、草酸氧化法及铬酸氧化法，均在手册、书刊上有过具体 的介绍，没必要 赘述。本文谨就今朝 在国内正在成长 中的一些新工艺，和 国外的一些方式 ，作简要 的介绍。

　　1、 国内已成长 的新工艺

　　(一)草酸-甲酸夹杂 液交换 快速氧化

　　采取 草酸-甲酸夹杂 液，是由于 斟酌 到甲酸是一种强氧化剂，在如许 的槽液中，甲酸起到对氧化膜内层(反对 层和障壁层)加快 消融 ，从而使成为多孔层(即氧化膜外层)的感化 。这类 槽液的导电率可以获得 提高(便可 提高电流密度)，使氧化膜能快速生成。与纯草酸氧化法比拟 ，这类 溶液能使出产率提高37.5%，削减 电耗量(草酸氧化法耗电量为3.32度/平方米，此法为2度/平方米)，节约电力40%。

　　工艺配方为:草酸4～5%、甲酸0.55%，三订交 换 44士2伏，电流密度2～2.5A/d㎡，温度30±2℃。

　　(二)夹杂 酸氧化

　　此法于1976年正式纳入日本国度 尺度 ，并为日本北星日轻家庭用品股份有限公司 所采取 。其特点是成膜快，膜的硬度、耐磨、耐侵蚀 机能 都比通俗 的硫酸氧化法高，膜层呈雪白 色，合用 于印花、着色产物 。我国铝制操行业赴日考查 后，于1979年起头保举 利用 。其保举 工艺配方为:H2SO4 10～20%，COOHCOOH·2H2O 1～2%，电压10～20V，电流密度1～3A/d㎡，温度15～30℃，时候 30分钟。

　　(三)瓷质氧化

　　瓷质氧化首要 以铬酸、硼酸、草酸钛钾为电解质，用高电压和较高温度作电解处置。其膜层外观像磁器 上的釉，有高度的抗侵蚀 机能 ，耐磨机能 优秀，膜层可用有机或无机的染料染色，使外观有非凡 的光泽和光彩 。今朝 多利用于铝炊具、打火机、金笔等产物 上，很受大众 爱好 。

　　(四)国防色氧化

　　国防色氧化首要 利用在军用铝成品 的装潢 上，因此 要求有非凡 的防护感化 。氧化膜呈军绿色、无光泽、耐磨耐用，防护机能 优秀。工艺是:起首 进行草酸氧化，生成金黄色膜层后，再用高锰酸钾20g/l、H2SO41g/l的溶液进行阳极氧化处置而成。沈阳铝成品 厂曾利用此工艺出产军用水壶及炊具用品。

　　(五)多色氧化

　　将已染色而未封锁的阳极氧化层，用铬酸或草酸润湿，使CrO3铺展，已染色的成品 的部分 外观在被CrO3润湿后退色 ，按需要在肆意部分 用水将草酸或铬酸洗去，一般可以终止与图像 回响反映 。然后再染第二次色或频频 进行CrO3揩拭、冲水、染色等法式 ，便可 以凭据 需要泛起 花朵、云彩等图案。今朝 多利用在金杯、水杯、茶盒、打火机等产物 。

　　(六)年夜 理石斑纹 染色工艺

　　把氧化后的成品 先染第一道底色后，经干燥，再浸入外观浮有油脂的水中，再提起或浸入时，油脂和水离别 天然 流挂，使膜层呈不法则的条纹状的油脂所沾污。当再染第二道色时，氧化膜受油脂沾污处就染不上色，没有油脂的部位则染上第二种色调，构成 如年夜 理石斑纹 状的不法则图案。此法可见诸广东国营阳江小刀厂周守禹同志的文章(《电镀与涂饰》1982年第2期)。

　　(七)化学蚀刻氧化

　　铝成品 经机械抛光及脱脂后，涂复遮掩 剂或感光，干燥落后 行化学刻蚀(氟化物或铁盐类的浸蚀剂)，构成 凹凸图案。再经电化学抛光及阳极氧化，显现出主体感很强的外观图案，能与不锈钢的外观外观相媲美。现多利用于金笔、茶盒及屏风等。

(八)常温快速阳极氧化

　　平日 H2SO4氧化均需用降温装备 ，因此 花费年夜 量电力。插手α-羟基丙酸、丙三醇后，能按捺 氧化膜的消融 ，从而可在常温下进行氧化。与通俗 的硫酸氧化法比拟 ，膜层厚度可提高2倍。保举 的工艺配方为:

　　H2SO4　　　　　　　　　　　　　　　　150～160g/l

　　CH3CH(OH)COOH　　　　　　　　　　　　　　18ml/l

　　CH2OHCHOHCH2OH　　　　　　　　　　　　　 12ml/l

　　电流密度　　　　　　　　　　　　　　0.8～12A/d㎡

　　电压　　　　　　　　　　　　　　　　　　12～18伏

　　温度　　　　　　　　　　　　　　　　　　18～22℃

　　(九)化学氧化法(又称导电氧化膜)

　　膜层的抗蚀机能 接近于硫酸阳极氧化膜。导电氧化膜层接触电阻较小而能导电、而H2SO4阳极氧化膜因接触电阻极年夜 而不克不及 导电。导电氧化膜的耐侵蚀 机能 比铝上镀铜、镀银或镀锡强很多 。瑕玷 是膜层上不克不及 锡焊，只可作点焊。保举 工艺配方为:CrO3　4g/l，K4Fe(CN)6·3H2O　0.5g/l，NaF　1g/l，温度20～40℃，时候 20～60秒。

　　2、 国外新工艺介绍

　　近几年来，国外在铝材外观处置方面成长 得很快，本来 的一些费人力、费电力和资本 的老工艺已获得 改造 ，一些新工艺、新手艺 已普遍 利用于工业出产。

　　(一)高速阳极氧化法

　　高速阳极氧化工艺主如果 经由过程 改变电解溶液的构成 ，下降 电解液的阻抗，从而使能采取 较高的电流密度进行高速阳极氧化。本来 旧工艺的溶液，采取 1A/d㎡的电流密度的成膜速度为0.2～0.25μ/分，采取 这类 新工艺溶液后，即便 仍用1A/d㎡的电流密度，成膜速度亦可增至0.4～0.5μ/分，年夜 年夜 缩短了处置时候 ，提高了出产效力 。其工艺与一般的处置方式 对好比 表1。

　　表1

　　(二)富田式(高速氧化)法

　　富田式法比旧工艺处置时候 要短很多 ，出产效力 可提高33%以上。本法不光合用 于通俗 阳极氧化膜，也合用 于硬膜氧化。工艺见表2。

　　表2

　　如要发生 硬质膜，则用下降 溶液温度的方式 来实现，其成膜速度年夜 体与上表所列不异。膜层硬度与溶液温度的关系以下 :

　　10℃——硬度500H，20℃——400H，30℃——30H

　　(三)红宝石膜

　　铝材外观生成红宝石膜的工艺是一种新奇 的工艺，其膜层光彩 可以与人造红宝石的光彩 媲美，因此 装潢 性结果 极佳，抗侵蚀 机能 和耐磨机能 也优秀。还可经由过程 溶液中所含金属氧化物之种类分歧 来制备超卓 彩各别 的外观。该工艺方式 是:起首 用15%的硫酸进行阳极氧化，采取 的电流密度为1A/d㎡，时候 80分钟。掏出 后可凭据 色彩 深浅水平 要求，把工件浸入分歧 浓度的(NH4)2CrO4溶液中，温度40℃，时候 为30分钟，主如果 让金属离子进入多孔性的阳极氧化膜孔源中去。然后再放入硫酸氢钠(1克份子 量)、硫酸氢铵(1.5克份子 量)，温度170℃，电流密度1A/d㎡，颠末上述处置后，可获得紫红色并闪灼 着萤光的红宝石膜。若是浸的是Fe2(CrO4)3、Na2CrO4，则生成的膜呈蓝色带深紫色萤光。

　　(四)浅田法电解着色

　　浅田法电解着色是在阳极氧化以后 ，经由过程 电流电解，使金属阳离子(镍盐、铜盐、钴盐等)穿入氧化膜的针孔底部，从而着出色彩 。这一工艺最近几年来成长 得较快，主如果 它能获得青铜色系和黑色，受建筑行业的迎接 。所着光彩 有很不乱 的耐光性，也本事 卑劣 天气 前提 。本工艺比天然 着色法能节约 电能。日本的建筑用铝型材几近 都已采取 此法着色。我国天津、营口、广东等地亦已引进了此种手艺 及全套装备 。广东有些单元 亦已实验 成功，利用于出产。

　　(五)天然 着色法

　　天然 着色法是一次电解完成着色的。溶液种类也有好几种，有效 磺基水杨酸和硫酸的，有效 磺基钛酸和硫酸的，也有效 磺基水杨酸和马来酸的。由于天然 着色法年夜 部分 都采取 有机酸，所以氧化膜对照 致密，膜层有优秀 的耐光性、耐磨性和耐蚀性。但此法的瑕玷 是:要获得 优秀 的色彩 ，必需 严酷节制 铝合金材料的成分 才行。