铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术
西安工业大学北方信息工程学院张少飞
摘要：论述了基于电物理化学复合作用在铝合金表面生成陶瓷层的微弧氧化新技术,阐明了微弧氧化表面处理技术的特点、工艺和设备的原理 , 简述了微弧氧化技术发展存在的主要问题，微弧氧化技术的应用前景，微弧氧化陶瓷层制备的影响因素。
关键词：铝；微弧氧化；表面陶瓷化
The influence factors of preparation of micro arc oxidation
ceramic layer
Abstract：Is discussed based on the physical and chemical compound role in aluminum alloy surface to generate new technology of micro arc oxidation ceramic layer, illustrates the characteristics of micro-arc oxidation surface treatment technology, the principle of process and equipment, this paper briefly describes the main problems of micro-arc oxidation technology, the application prospect of micro-arc oxidation technology, the influence factors of micro arc oxidation ceramic layer preparation.
Keywords：Aluminum; Micro-arc oxidation; On the surface of ceramic,
前言
铝及其合金因其重量轻而被广泛应用于航天、航空和其他民用工业中。但缺点是表面硬度低,不耐磨损。哈尔滨工业大学所属的黑龙江中俄科技合作及产业化中心在3年前引进俄罗斯先进技术的基础上,掌握了在铝及铝合金等材料表面用电火花微弧放电氧化处理,使之表面生成以氧化铝(Al2O3)为主的陶瓷薄层的现代先进技术。微弧氧化是一种新兴的材料表面陶瓷化处理技术,它是在传统的阳极氧化基础上发展起来的一种在 Al、Mg、Ti 等有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。经微弧氧化处理后,材料表面可生成一层厚度大、硬度和绝缘电阻均较高的晶态或非晶态Al2O3陶瓷膜。该膜层耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和热稳定性好,综合性能明显优于传统的阳极氧化膜,因此在航空、航天、汽车、机械和轻工等工业领域有着广阔的应用前景。
1微弧氧化发展简史
微弧氧化概念于 20世纪50年代提出,70年代后期逐步引起国外学术界的研究兴趣,80年代开始成为研究热点。其实,早在20世纪30年代初期就发现了微弧放电现象,并首次提出在高电场中浸入液体的金属表面出现火花放电,火花对氧化膜具有破坏作用。
后来发现,利用这种现象可以在金属基体表面生成性能较好的氧化膜层。
20世纪50 年代,美国的一些兵工厂开始研究阳极火花技术,直到70年代以后才注意到这种现象在金属表面氧化处理中所具有的价值。同时, 美国的2所大学用直流或单向脉冲电源研究铝、钛等金属表面火花放电沉积薄膜。196年,苏联对铝及铝合金材料施加电压,当其高于火花区电压时,获得了性能很好的氧化物陶瓷膜。这种在微电弧条件下通过氧化获得涂层的过程, 称为微弧氧化。此后, 进行了大量的研究,并积极推广应用。到80年代,利用火花放电在纯铝材表面获得了含 A -A l 2O3的硬质膜层。
我国从20世纪90年代中期才开始关注微弧氧化技术,对铝合金和镁合金微弧氧化陶瓷层的制备过程、能量交换、膜的形貌结构及应用都进行了有益的探讨。
2合金微弧氧化技术
微弧氧化技术,又称微等离子体氧化,阳极火花沉积或火花放电阳极氧化,是在普通阳极氧化的基础上发展起来的一种新的表面处理技术，铝合金在电解液中通过高压放电作用,其表面生成一层与基体以冶金方式结合的氧化铝为主的陶瓷层,陶瓷质的高硬度!高阻抗和高稳定性满足铝合金防海水腐蚀!高温热蚀和改善耐磨等性能要求。尤其是在减摩条件下,微弧氧化技术可以在铝合金表面形成硬质氧化铝多孔陶瓷层,其表面均匀分布的微孔有利于在摩擦过程中形成连续油膜,从而改善摩擦条件。如图1为经微弧氧化处理后的铝合金制品。
图1微弧氧化处理的铝合金制品
3微弧氧化技术的基本原理
微弧氧化技术是一种直接在阀金属表面原位生长陶瓷层的新技术,所谓铝合金微弧氧化就是将铝合金试件置于电解质水溶液中,利用电化学方法在该试件表面产生火花放电现象,在热化学!等离子体化学和电化学的共同作用下,生成以氧化铝为主要成分的陶瓷层的方法。将铝合金试件放入电解液中,通电后表面立即生成一层较薄的高阻抗氧化膜,当作用在氧化膜表面的电压达到某一数值时,电解液里的样品表面能观察到无数游动的弧点,这表明氧化膜某些薄弱部位被击穿,发生的微区弧光放电。由于击穿总是在氧化膜相对薄弱的部位发生,当氧化膜被击穿后,在膜内部形成放电通道,铝离子和氧离子在放电通道中结合,形成熔融氧化铝,当放电通道中的弧光点熄灭后,放电通道中的熔融氧化铝冷却凝固,这样由于一个放电过程终止,当其耐压能力高于表面其它位置时,外加电压必然会引发陶瓷层其它薄弱部位的击穿放电,整个过程循环往复。在初始阶段,样品表面
游动弧点较小,形成的氧化膜表面微孔直径较小。随着氧化时间延长,陶瓷层厚度增加,击穿变得越来越困难,试样表面弧点数量减少,但弧点增大!亮度增强。在铝合金表面氧化膜击穿放电过程中,一方面在高温高压下陶瓷层内部氧原子和铝原子不断扩散,并且部分氧原子通过击穿时产生的放电通道进入基体内部与铝离子结合,生成氧化铝陶瓷;另一方面,少数的熔融氧化物从放电通道中喷射出来并到达与电解液接触的陶瓷层表面,喷射出来的熔融氧化物和重熔后的氧化物在电解液的“冷淬”作用下迅速凝固,形成“火山喷射状”表面形貌。
4微弧氧化工艺及设备
图 2是微弧氧化工艺和设备的原理简图。图中1为脉冲电源；2为需微弧氧化的铝合金工件(接脉冲电源正极)；3为不锈钢槽,接电源负极；4为工作液 ,常用氢氧化钾(KO H)添加硅酸钠(Na2 S iO3)或偏铝酸钠(NaAlO2) 等的溶液；5为吹气搅拌用的压缩空气管。
图2微弧氧化工艺及设备原理简图
加工开始时,在10～50V直流低电压和工作液的作用下,铝合金表面产生有一定电阻率的阳极氧化薄膜,随着此氧化膜的增厚,为保持一定的电流密度,直流脉冲电源的电压也应不断地相应提高,直至升高到300V以上,此时氧化膜为绝缘膜。当电压提高到400 V左右时,将对铝合金表面产生的绝缘膜击穿形成微电弧放电,可看到表面上有很多红白色的细小火花亮点,此起彼伏,连续、交替、转移放电。当电压升高到500V或更高时,微电弧火花放电的亮点成为蓝白色,更大更粗,且伴有连续的噼啪放电声。时微电弧火花放电通道3000℃以上的高温,将铝合金表面中熔融铝原子与工作液中的氧原子,以及电解时阳极上的铝离子(Al3+)与工作液中的氧离子(O2-)发生物理、化学反应结合而成Al2O3陶瓷层。这过程实际上非常复杂,人们还在不断研究和深化认识的过程中。最简单的直流脉冲电源是380 V、50 Hz 的交流电源经变压器升压至0～600V 可调节的交流电,再经半波或全波整流成每秒50次或100次的正弦波。
为了获得较厚和较硬的陶瓷层,应采用矩形波(方波)输出的单向脉冲电源,最好采用交变的正负矩形波脉冲电源。
5微弧氧化技术的特点
微弧氧化是从普通阳极氧化发展而来的,它突破了传统的阳极氧化电流、电压法拉第区域的限制,把阳极电位由几十伏提高到几百伏,氧化电流也从小电流发展到大电流,由直流发展到交流,致使在样品表面上出现电晕、辉光、微弧放电、甚至火花放电等现象。观察电流变化规律,在不同的时间段内,峰值电流不同。峰值电流的变化
明显的分为3个阶段,如图3所示。首先是初始氧化膜的形成阶段,峰值电流迅速下降；然后为微弧诱发阶段,峰值电流从最小值开始回升；最后为平衡氧化阶段,峰值电流稳定中稍有下降。这3个阶段之间存在着明显的转折点,所以,在微弧氧化过程中不能简单地采用单一的电压,应根据氧化过程中的不同阶段对工作电压进行调整,以保证第一阶段形成完整的绝缘膜、诱发弧以及最后生成陶瓷氧化膜的质量。微弧氧化装置包括专用高压电源、氧化槽、冷却系统和搅拌系统。氧化液大多采用碱性溶液 ,对环境污染小。溶液温度以室温为宜,温度变化范围较宽。溶液温度对微弧氧化的影响比阳极氧化小得多,因为微弧区烧结温度达几千度,远高于槽温。而阳极氧化要求溶液温度较低,特别是硬质阳极氧化对溶液温度限制更为严格。微弧氧化工件形状可以较复杂,部分内表面也可处理。微弧氧化和阳极氧化技术比较见表1。
。
表 1 微弧氧化和阳极氧化技术比较6微弧氧化膜层结构特征
微弧氧化技术与电镀、喷涂、自蔓延高温合成等方法比较,克服了陶瓷层致密性差和结合力不强等缺点,不从外部引入陶瓷物料,直接把基体金属氧化烧结成氧化物陶瓷层。使其制备的陶瓷层既有高的耐磨损及耐腐蚀性能,又保持了陶瓷与基体的结合力。微弧氧化膜具有致密层和疏松层两层
结构,氧化膜与基体之间界面上无大的孔洞,界面结合良好,研究显示致密层中α2 Al2O3 相和γ 2 Al2O3 相大约各占一半[9]。微弧氧化区瞬间高温烧结作用使微弧氧化膜具有晶态氧化膜陶瓷相结构,这是微弧氧化膜性能高于阳极氧化膜性能的根本原因。以铝合金为例,微弧氧化膜与阳极氧化膜性能比较见表2。
表2铝合金微弧氧化膜与阳极氧化
微弧氧化陶瓷层的孔隙率低 ,从而提高了膜层的耐腐蚀性能；含高温转变相α2 Al2O3 ,使膜层硬度高、耐磨性好；含γ 2 Al2O3 ,α2 AlO (OH)相,使陶瓷膜具有柔韧性；陶瓷层从基体上生长,因此与基体结合紧密，不易脱落。除此之外,该技术能在材料内外表面生成均匀膜层, 扩大了微弧氧化的适用范围。
在膜层控制方面,通常认为是氧化铝水合物脱水变为γ2Al2O3,在800～1 200℃加热转变为α2 Al2O3。实际上它们基本上都是熔融氧化铝凝固后形成的,膜内外冷却速率的差异导致α2 Al2O3,γ 2 Al2O3 形核率不同,冷却速率高时易形成γ 2 Al2O3。还有研究表明, 改变电解液的酸碱性、电解液的组成、极化形式和条件等因素也会使膜层的组织和性能得到改变,可以很方便地调整膜层的微观结构、特征和获得新的微观结构,从而可以实现膜层的功能设计。
7微弧氧化陶瓷层制备的影响因素
与常规阳极化工艺比较，工件表面状态对微弧氧化工艺的影响不大，而电压、电流密度、温度、电解质种类和浓度、辅助成分以及合金组成对工艺影响较大
1）电压、电流的影响。研究表明，电流密度对微弧氧化膜厚度、硬度和致密性等均有很大影响。但是电流密度的选择与其他的工艺条件，如槽液成分、电源模式等又相互影响。沈德久等研究了氧化电流密度和氧化时间对膜层的绝缘性能的影响，结果表明，在一定的范围内，电流密度的增大和氧化时间的延长都有利于膜层绝缘性能的提高。
2）电解液的种类和浓度的影响。邵晨等研究了不同电解液体系（NaOH、Na2SiO3、NaH2PO4、Na2CO3）的微弧氧化过程，研究表明，起弧电压均随浓度的降低和电极间距离的增加而逐步升高，而膜厚与氧化电压、时间的增加成正比，以NaOH体系所得氧化膜的膜层较致密，微孔分布均匀，相同条件下耐蚀性能优于其他3种电解液体系所得氧化膜。电解液的浓度对膜层性能影响较大，张欣宇等人研究了氢氧化钠、铝酸钠溶液中电解液浓度对微弧氧化的影响，发现氢氧化钠的加入降低了微弧氧化的火花电压，但是氢氧化钠的浓度太大，又容易导致氧化电流过大。
3）辅助成分的影响。高殿奎等在微弧氧化陶瓷膜层中成功掺入了SiC粉末，很好地改善了膜层的耐磨性能。熊仁章等在碱性水玻璃电解液中添加金属氧化物，研究发现添加Fe2O3、TiO2及Cr2O3提高了膜层的保护性能，降低了表面气孔率。
4）合金成分的影响。合金所含元素对微弧氧化涂层有较大影响，研究表明，在相同的最高电压下，含铜的铝合金会使火花的功率提高，膜层的电阻降低。含硅的铝合金会使膜的厚度和化学稳定性降低。含镁的合金在反应时辐射出的光比含硅和镁的合金强。X射线衍射分析指出，表面组成除了α-Al2O3 和γ-Al2O3，在含铜的合金中还包含CuAl2O4，在含镁的合金中包含有MgAl2O4，在含硅的合金中交错分布着Al2SiO5和AlSiOOH、Al2Si2O5(OH)4等氧化物。8微弧氧化技术的应用前景
根据特性可以将微弧氧化陶瓷层分为腐蚀防护膜层、耐磨膜层、电保护膜层、光学膜层和功能性膜层。利用膜层高硬度、低磨损特性可用于活塞、马达、轴承等铝合金零件的表面处理；利用耐蚀性好的特点，可用于腐蚀性环境下的铝合金缸体、叶轮，管件、连接件零件的防腐处理；利用微弧氧化技术制备耐磨、耐热、耐蚀、耐热侵蚀涂层，并已成功地应用于石油、纺织、航空航天、兵器、船舶等工业；用于一些高速旋转的摩擦副、泵体密封端面、塑料膜压型、高炉风口、气体喷嘴、内燃机零件、气轮机叶片等的表面改性，将大幅度提高它们的使用性能和寿命。因此微弧氧化技术在民用、航空航天、涂层和装饰等领域具有广阔的发展前景。
9微弧氧化技术发展存在的主要问题从上述的国内外研究情况可以看出，无论国外还是国内现在都没有进入大规模的工业应用阶段，要深入了解并掌握该技术，进一步扩大其应用领域，还有许多工作要做，目前存在的问题主要有以下几方面。
1）关于微弧氧化机理，目前尚无定论，可以说，至今没有一个完美的理论模型来解释整个微弧氧化成膜的过程。
2）微弧理论基础研究还有待进一步完善，比如微弧氧化过程的动力学是
一项艰巨而复杂的任务，因为整个过程中既有阴离子在液相中的传质，还有阳离子在固相（陶瓷膜）中的传质以及电迁移等过程。
3）虽然对微弧氧化的工艺研究已很广泛，但尚未成熟的工艺用于指导实际生产，其中电解液的稳定性问题也是困扰企业和急待解决的难题。这是由于微弧氧化电解液中的主要成分在存放过程中，由于聚合或水解反应而会发生改变，需要经常重新配置，不能像阳极化或电镀槽液那样，通过调整部分组分来调整微弧氧化电解液。4）陶瓷层对基体性能的影响的研究还十分欠缺，特别是对基体材料的疲劳性能的影响将严重制约其在航空产品上的应用。
5）低处理效率和能耗问题是限制微弧氧化技术产业化应用的关键，因此需要开发满足批量生产要求、低能耗的微弧氧化设备。
10结语
从总体上看, 我国对微弧氧化技术的研究开发和应用起步较晚, 目前整体水平略低于国外。各单位基本是在实验室独立地进行试验或小型生产研究, 还没有长期大规模工业应用的报道。然而, 微弧氧化技术具有突出的性能优势和环境优势, 必将引起越来越多的关注, 特别是在中国实施环保法后, 会取代部分不能满足环境要求的表面处理工艺。当前, 微弧氧化技术尽管距离实际工业应用还存在大的差距, 但随着技术的发展, 它会不断成熟和完善, 在实际工程中的应用前景将是十分可观的。
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铝及铝合金的微弧氧化技术 1.技术内容及技术关键 (1)微弧氧化技术的内容和工艺流程 铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微 弧氧化；后处理三部分。其工艺流程如下：铝基工件7化学除油7清洗7微弧氧化7清洗7后处理7成品检验。 (2)微弧氧化电解液组成及工艺条件 例1.电解液组成：K2SiO3 砂10g/L, Na2O2 4?6g/L, NaF 0.5? 1g/L, CH3COONa 23g/L, Na3VO3 1 ?3g/L;溶液pH 为11 ?13;温度为20?50 C;阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V,并保持5?10S,然后将阳极氧化电压上升至450V,电解5?10min。例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O?nSiO2 (钾水玻璃)水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min; 第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在 70g/L的 Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。阴极材料为：不锈钢 板；溶液温度为20?50 C o (3)影响因素 ①合金材料 及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、 高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得
到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件, 经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。 ②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。溶液的pH 范围一般在9?13之间。根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之， 成膜速度较慢，溶液温度上升较快。 ③氧化电压及电流密度的影响：微弧氧化电压和电流密度的控制 对获取合格膜层同样至关重要。不同的铝基材料和不同的氧化电解液，具有不同的微弧放电击穿电压（击穿电压：工件表面刚刚产生微弧放电的电解电压），微弧氧化电压一般控制在大于击穿电压几十至上百伏的条件进行。氧化电压不同，所形成的陶瓷膜性能、表面状态和膜厚不同，根据对膜层性能的要求和不同的工艺条件，微弧氧化电压可在200?600V范围内变化。微弧氧化可采用控制电压法或控制电流法进行，控制电压进行微弧氧化时，电压值一般分段控制，即先在一定的阳极电压下使铝基表面形成一定厚度的绝缘氧化膜层；然后增加电压至一定值进行微弧氧化。当微弧氧化电压刚刚达到控制值时， 通过的氧化电流一般都较大，可达10A/dm2左右，随着氧化时间的延长，陶瓷氧化膜不断形成与完善，氧化电流逐渐减小，最后小于
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b512647401.html, 铝合金表面微弧氧化技术的应用及发展 作者：张彦涛 来源：《环球市场信息导报》2013年第06期 微弧氧化是一种在金属表面原位生长陶瓷膜的表面处理技术，可大幅提高铝合金表面耐磨性及耐蚀性。本文阐述了铝合金微弧氧化技术的特点及应用概况，以及微弧氧化技术的发展趋势。 微弧氧化技术又称微等离子体氧化、火花放电阳极氧化。它是将铝，镁，钛等有色金属及其合金，在适当的电参数条件下使其与电解液中的溶质发生反应，最终在金属表面生成了具有一定厚度的陶瓷膜。利用该技术在铝及其合金上生长一层Al2O3陶瓷膜，该陶瓷膜具有良好 的耐磨、耐蚀性，而且可通过改变电参数和电解液等得到不同性能、不同颜色的陶瓷膜。 铝合金微弧氧化过程 微弧氧化过程中具有等离子体放电通道的高温高压及电解液温度低的特点，在此极限条件下的反应过程可赋予陶瓷膜层其它技术难以获得的优异的耐磨、耐腐蚀等性能，同时使铝合金基体的保持原有性能。液相中参与反应并形成陶瓷膜的粒子在电场力的作用下传输到基体附近的空间参与成膜，陶瓷膜层的厚度、组成、结构可以通过电源电参数和改变电解液组成进行控制，从而实现陶瓷膜层的设计与构造。微弧氧化过程一般可以分为以下四个阶段： 普通阳极氧化阶段：在氧化初期，样品表面颜色变暗，形成一层较在电流密度恒定的条件下，电压迅速升高。该阶段形成的阻挡层是后续阶段产生火花放电的必要条件。 微弧氧化阶段：随着电压的不断升高，在氧化膜层的相对薄弱的地方将会被击穿，在样品表面能够观察到火花放电现象。这些火花较小，但密度很大（约为105个/cm2），它在样品表面形成了大量的等离子微区。这些熔融物与电解液发生反应，并被溶液冷却形成Al2O3，从而使这一区域的膜相应地增厚。 微弧氧化和弧放电共存阶段：该阶段样品表面开始出现较大的红色放电弧斑，它是由某些部位经过多次放电后，使得原来较小的放电通道彼此相连而形成较大的放电气孔。在这一阶段可以观察到电压缓慢下降。 弧放电阶段至反应结束随着薄膜的增厚，红色放电弧斑逐渐减少，电压迅速上升。最终在样品表面形成具有内部致密层和外部疏松层的双层结构。 铝合金微弧氧化技术特点 微弧氧化是在传统阳极氧化基础上发展而来的，但与阳极氧化相比较，具有其优越的特点：
铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观
有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由
产品表面处理工艺 ●表面处理工艺：机壳漆 机壳漆金属感极好，耐醇性佳，可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 ●表面处理工艺：变色龙 随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料，使你的商品价值提高，创造出无懈可击的超卓外观效果。 ●表面处理工艺：电镀银涂料 电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆，适用ABS、PC、金属工件，具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。 ●橡胶漆 适用范围：ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。 产品特点：本产品为单组份油漆，质感如同软性橡胶，富有弹性，手感柔和，具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 ●导电漆 适用于各种PS 及ABS 塑料制品；导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用；在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准，包括CPSC 含铅量标准、美国测试标准A STMF- 963 、欧洲标准EN71 、EN1122。 ●UV 高性能UV固化光油 ●珠光粉-ZG001 珠光颜料广泛应用于化妆品、塑料、印刷油墨及汽车涂料等行业。珠光颜料的主要类型有：天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料。 ●夜光漆 夜光粉是一种能在黑暗中发光的粉末添加剂；它可以与任何一种透明涂层或外涂层混和使用，效果更显著，晚上发光时间长达８小时！ ●激光雕刻 用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上，比如在花冈岩、钢板上作雕刻，或者是在一些比较柔软的材料，比如皮革上作雕刻，就比较吃力，刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同，因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触，材料硬或者柔软，并不妨碍"雕刻" 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料，或者是在柔软的材料上雕刻，刻划的速度一样。倘若与计算机相配合，控制激光束移动，雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上，扫描仪输出的讯号经过计算机处理后，用来控制激光束的动作，就可以自动地在木板上，玻璃上，皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时，聚焦起来的激光束很细，相当于非常灵巧的雕刻刀，雕刻的线条细，图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻，已广泛用于微电子工业和生物工程。 优点： 1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。 2、比传统腐蚀精美，没有丝印、移印的图案易被擦掉以至模糊不清的缺点。 3、电脑控制、图文可随意改动。 4、显著增强竞争能力，速度快接近0%的废品率。 5、没有污染、没有化学物质污染产品表面。 6、加工精度可达到0.01mm，保证同一批次的加工效果完全一致。
为什么有些铝材可以阳极氧化着色有些铝材不可以阳极氧化着色？ 一、阳极氧化的原理 阳极氧化处理是利用电化学的方法，在适当的电解液中，以合金零件为阳极，不锈钢、铬、或导电性电解液本身为阴极，在一定电压电流等条件下，使阳极发生氧化，从而使工件表面获得阳极氧化膜的过程。按其电解液的种类及膜层性质可分为硫酸（可以着色）、铬酸、（不需着色）、混酸、硬质（不能着色）和瓷质阳极氧化；根据各种阳极氧化膜的染色性能，只有硫酸阳极氧化获得的氧化膜最适宜染色；其他如草酸、瓷质阳极氧化膜（微弧氧化）虽能上色，但干扰色严重；铬酸阳极氧化膜或硬质氧化膜均不能上色；综合所述，要达到阳极氧化上色的目的，仅有硫酸阳极氧化可行。 二、硫酸阳极氧化对铝合金材质的限制 1 、合金元素的存在会使氧化膜质量下降，同样条件下，在纯铝上获得的氧化膜最厚，硬度最高，抗蚀性最佳，均匀度最好。铝合金材料，要想获得好的氧化效果，要确保铝的含量，通常情况下，以不低于95%为佳。 2、在合金中，铜会使氧化膜泛红色，破坏电解液质量，增加氧化缺陷；硅会使氧化膜变灰，特别是当含量超过4.5%时, 影响更明显；铁因本身特点，在阳极氧化后会以黑色斑点的形式存在。 三、铝合金基础知识工业中使用的铝合金有两大类，即变形铝合金和铸造铝合金。 1、变形铝合金不同牌号的变形铝合金具有不同的成分、热处理工艺和相应的加工形态，因此它们分别具有不同的阳极氧化特性。按照铝合金系，从强度最低1xxx 系纯铝到强度最高7xxx 系铝锌镁合金。 1xxx 系铝合金又称“纯铝” , 一般不用于硬质阳极氧化。但在光亮阳极氧化和保护性阳极氧化具有很好的特性。 2xxx 系铝合金又称“铝铜镁合金”，由于合金中的Al-Cu 金属间化合物在阳极氧化时易溶解，因此难以生成致密的阳极氧化膜，在保护性阳极氧化时，其耐腐蚀性更差，因此此系列的铝合金不易阳极氧化。 3xxx 系铝合金又称“铝锰合金”，不会使阳极氧化膜的耐腐蚀性下降，但是由于Al-M n 金属间化合物质点，会使阳极氧化膜呈现灰色或灰褐色。 4xxx 系铝合金又称“铝硅合金”，由于此合金含有硅成分，会使阳极氧化膜呈灰色，硅含量越高，颜色越深。因此也不易阳极氧化。 5xxx 系铝合金又称“铝美合金”，是一种用途较广的铝合金系，耐蚀性也好，可焊性也好。此系列铝合金可以阳极氧化，如果镁含量偏高时，其光亮度不够。典型的铝合金牌号：5052。 6xxx 系铝合金又称“铝镁硅合金”，在工程应用尤为重要，主要用于挤压型材，此系列合金可以做阳极氧化，典型的牌号：6063，6463（主要适用于光亮阳极氧化）。强度高的
铝及铝合金的特点 1.密度低 铝的密度约为2.7g/cm3，在金属结构料中仅高于镁的第二轻金属，只有铁或者铜的1/3。 2.塑性高 铝及其合金延展性好，可通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型、板、箔、管和丝材。 3.易强化 纯铝强度不高，但通过合金化和热处理容易使之强化，制造高强度铝合金，强度可以和合金钢媲美。 4.导电好 铝的导电性和导热性仅次于银、金、铜。设铜相对导电率为100，则铝为64，铁只有16。如按照等质量金属导电能力计算，铝几乎是铜的一倍。 5.耐腐蚀 铝和氧具有有极高的亲和力，自然条件下铝表面会生成保护性氧化物，具有比钢铁好得多的耐腐蚀性 6.易回收 铝的熔融温度低，为660°С左右，废料容易再生，回收率极高，回收能耗只是冶炼的3%。 7.可焊接
铝合金可通过惰性气体保护法焊接，焊接后力学性能好，耐腐蚀性好，外观美丽，满足结构料要求 8.易表面处理 铝可通过阳极氧化着色处理，处理后硬度高，耐磨耐腐蚀及电绝缘性好，通过化学预处理还可以进行电镀、电泳、喷涂等进一步提高铝的装饰性和保护性 铝的表面机械预处理 1.机械预处理的目的 a.提供良好的表观条件，提高表面精饰质量；提高产品品级；减少焊接的影响；产生装饰效果；获得干净表面。 2.机械预处理的常用方法 常用的机械预处理方法有抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。具体采用那一种预处理要根据产品的类型、生产方法、表面初始状态及最终精饰水平而定。 3.机械抛光的原理及作用 高速旋转的抛光轮与工件摩擦产生高温，是金属表面发生塑性变形，从而平整了金属表面的凸凹点，同时使在周围大气氧化下瞬间生成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来，从而变得越来越光亮。主要作用是去除工件表面的毛刺、划痕、腐蚀斑点、砂眼、气孔等表面缺陷。同时进一步清除工件表面上的细微不平，使其具有更高的光泽，直至镜面效果。 4.喷砂的原理及作用
铝材阳极氧化工艺技术特点、方法及发展现状分析 将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。例如铝阳极氧化，将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极，在特定条件和外加电流作用下，进行电解。阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～20微米，硬质阳极氧化膜可达60～200微米。阳极氧化后的铝或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可达250～500千克／平方毫米，良好的耐热性，硬质阳极氧化膜熔点高达2 在现实工艺中，针对铝合金的阳极氧化，比较多，可以应用在日常生活中，以为这种工艺的特性，使铝件表面产生坚硬的保护层，可用于生产厨具等日用品。但铸造铝的阳极氧化效果不好，表面不光良，还只能是黑色。铝合金型材就要好一点。 近十年来，我国的铝氧化着色工艺技术发展较快，很多工厂已采用了新的工艺技术，并且在实际生产中积累了丰富的经验。已经成熟和正在发展的铝及其合金阳极氧化工艺方法很多，可以根据实际生产需要，从中选取合适的工艺。 在选取氧化工艺之前，应对铝或铝合金材质情况有所了解，因为，材料质量的优劣、所含成份的不同，是会直接影响到铝制品阳极氧化后的质量的。关于这一点，洪九德、范济同志已有专门论述(参看《电镀与涂饰》1982年第2期P.27)。比如，铝材表面如有气泡、划痕、起皮、粗糙等缺陷，经阳极氧化后，所有疵病依然会显露出来。而合金成份，对阳极氧化后的表面外观，也产生直接的影响。比如，含1～2%锰的铝合金，氧化后呈棕蓝色，随铝材中含锰量的增加，氧化后的表面色泽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均匀色调，含镍的呈淡黄色。一般而言，只有含镁和含钛量大于5%的铝含金，经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。
分析微弧氧化表面处理对铝合金拉伸性能的影响 摘要：弧氧化技术又称微等离子体氧化、火花放电阳极氧化。它是将铝，镁， 钛等有色金属及其合金，在适当的电参数条件下使其与电解液中的溶质发生反应，最终在金属表面生成了具有一定厚度的陶瓷膜。利用该技术在铝及其合金上生长 一层Al2O3陶瓷膜，该陶瓷膜具有良好的耐磨、耐蚀性，而且可通过改变电参数 和电解液等得到不同性能、不同颜色的陶瓷膜。 关键词：微弧氧化；表面处理；铝合金拉伸；性能 铝合金本身存在一定的缺点，比如其硬度低、耐磨性差，所以要进行一定的 处理。微弧氧化技术的诞生，使得它克服了传统阳极氧化的不足，该技术可以控 制工艺过程，能够生成具有优异的耐磨和耐蚀性能的陶瓷薄膜，与其他技术相比 较有较高的硬度和绝缘电阻，并且大大提高了膜层的综合性能；此技术具有很多 的优点，比如工艺简单，操作简易，效率高、环保；开创了一个新的技术。但此 技术的应用会对铝合金表面的拉伸性能产生一定的影响，笔者在本文进行了探讨。 1.微弧氧化技术 1.1微弧氧化的基本原理 微弧氧化工艺的基础，是在阳极氧化工艺上慢慢摸索出来的。阳极需要进行 氧化，其在法拉第区进行，升高金属阳极的电位，这样会升高金属阳极的电流， 连续的升压，当升到一定的强度时，会进入电火花放电区，此时，会属阳极会出 现一些特殊的现象，比如铝合金表面会出现电晕、辉光及电火花放电现象，发生 微区放电现象。笔者本文通过对铝阳极为例，铝的阳极氧化膜的成份是A12O3、 Y-AI2O3和AIOOH。由于铝的氧化物在高温会出现一定的转化，如下：所以一般在进行微区高温高压等离子体放电的阶段，铝阳极氧化膜的转变过 程会出现晶化转变，比如Y—A1203和a—A1203，形成微弧陶瓷氧化膜，具有高 硬度及良好耐腐蚀性，一般情况下陶瓷氧化膜的显微硬度可以达到2000HV以上。继续升高电压，这时会进入弧光放电区，此时会出现阳极表面电流密度增大，并 伴有强烈的弧光放电现象。由于弧光放电时会产生强大的冲击力，所以微弧氧化 应避免弧光放电区。 1.2微弧氧化的特点 微弧氧化技术是近几十年发展起来的铝合金表面处理的新技术，目前微弧氧 化技术不是很成熟，还处于研究阶段，对其描述的资料较少。但铝合金微弧氧化 技术有其独特的优点： 1.2.1耐磨性能高 一般情况下，Al、Mg、Ti 合金，在进行微弧氧化后会产生Al2O3、MgO、 TiO2。陶瓷相的产物是具有很强的硬度，所以经微弧氧化的铝合金具有很高的硬度，最硬的硬度可达2500 HV，因此铝合金表面具有优越的耐磨强度，其耐磨性 大大高于传统工艺的膜层.其优良的耐磨性还与一些特殊的因素有关，比如润滑油 的自润滑特性有关。 1.2.2耐腐蚀性能高 一般在经微弧氧化后的陶瓷层会存在大量的喷射口，但是这些喷射口一般为 盲孔；与此同时陶瓷层具可分为三层结构，疏松层、致密层以及过渡层，这样的 分层结构能够为金属内部起到良好的保护作用，所以能够提高耐腐蚀性能。 1.2.3工序简单、生产效率高 微弧氧化技术一般处理工序简单，且生产速度快，一般情况下，要完成一个
铝合金表面处理方式 表面处理方式的种类与用途 表面处理工艺:喷涂? 烤漆? 电镀?? 阳极氧化? 浸渗?? 喷油?? 喷砂 喷涂：利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面,使工件有防腐和外观装饰作用. 烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。 电镀：利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用??? 阳极氧化：金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。 浸渗：是一种微孔（细缝）渗透密封工艺。将密封介质（通常是低粘度液体）通过自然渗透（即微孔自吸）、抽真空和加压等方法渗入微孔（细缝）中，将缝隙填充满，然后通过自然(室温）、冷却或加热等方法将缝隙里的密封介质固化，达到密封缝隙的作用。 喷油：将油漆喷在产品表面，自然风干的方式。? 喷砂：是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂）高速喷射到被需处理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。 2.表面处理前的事项 抛光：利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米／秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达～微米;当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。对产品表面要求稍低时，常采用滚筒抛光
机械表面处理工艺详解 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 机械表面处理工艺有: 静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀 喷涂 喷涂是最常见的表面处理，无论塑料还是五金都适用。喷涂一般包括喷油、喷粉等，最常见的是喷油。 喷涂的涂料俗称油漆，涂料是由树脂、颜料、溶剂、和其他添加剂构成。 塑料喷涂一般有两道漆，表面呈现颜色的称为面漆，最表面透明图层称为保护漆。喷涂工艺流程介绍： （1）前期清洁。如静电除尘等。 （2）喷涂面漆。面漆一般是表面看的到的颜色。 （3）烘干面漆。分为室温自然干燥、专用烤炉烘干。
（4）冷却面漆。专用烤炉烘干需要冷却。 （5）喷涂保护漆。保护器一般是用来保护面漆的，大部分是透明的油漆。 （6）固化保户漆。 （7）QC检查。检查是否满足需求。 3.橡胶油 橡胶油，又称弹性漆，手感漆，橡胶油是一种双成分高弹性的手感油漆，用该油漆喷涂后的产品具有特殊柔软的触感及高弹性表面手感。橡胶油的缺陷是成本高，耐用一般，用久了容易脱落。 橡胶油广泛应用于通信产品，视听产品，MP3、手机外壳，装饰品、休闲娱乐用品，游戏机手柄，美容器材等。 4.UV漆 UV漆是紫外线（Ultra-Violet Ray）的英文简称。常用的UV波长范围为 200-450nm。UV漆在紫外线光照射下才能固化。UV漆的特点：透明光亮，硬度高，固定速度快，生产效率高，保护面漆，加硬加亮表面。
水镀 水镀是一种电化学的过程，通俗理解就是将需要电镀的产品零件浸泡在点解液中，再通以电流，以点解的方式使金属沉积在零件表面形成均匀、致密、结合力良好的金属层的表面加工方法。 水镀适应的材料：最常见的是ABS，最好是电镀级的ABS，其他常见塑料如PP,PC,PE等都很难水镀。 常见的表面颜色：金色，银色，黑色，枪色。常见的电镀效果：高光，亚光，雾面，混合等。 真空镀 真空镀是电镀的一种，是在高度真空的设备里，在产品表面镀上一层细薄的金属镀层的一种方法。 真空镀的工艺流程：表面清洁-去静电-喷底漆-烘烤底漆-真空镀膜-喷面漆-烘烤面漆-品质检查-包装。 真空镀的优缺点：
铝与铝合金的氧化处理 铝及铝合金在大气中虽能自然形成一层氧化膜,但膜薄（40- 50A）而疏松多孔,为非晶态的、不均匀也不连续的膜层,不能作为可靠的防护一装饰性膜层.随着铝制品加工工业的不断发展,在工业上越来越广泛地采用阳极氧化或化学氧化的方法,在铝及铝合金制件表面生成一层氧化膜,以达到防护一装饰的目的. 经过化学或电化学抛光后的铝及铝合金制件,进行阳极氧化处理后,可得到光洁、光亮、透明度较高的氧化膜层,再经染色,可得到各种色彩鲜艳夺目的表面.如在某种特定的技术条件下加以氧化处理,在其表面还可形成仿釉膜层,从而使铝制品表面获得特殊的装饰效果.据不完全统计,我国目前铝和铝合金的装饰性氧化技术已发展到几十种之多,使我国铝制品加工工业的发展日新月异. 所以：铝合金氧化的作用是防护和装饰性. 一、\x09化学氧化： 经化学氧化处理获得的氧化膜,厚度一般为0.4um,质软、耐磨和抗蚀性能均低于阳极氧化膜.所以,除有特殊用途外,很少单独使用.但它有较好的吸附能力,在其表面再涂漆,可有效地提高铝制品的耐蚀性和装饰性. 铝及铝合金的化学氧化处理,按其溶液的性质,可分为碱性和酸性溶液氧化处理两类,按其膜层的性质则可分为氧化物膜层、磷酸盐膜层、铬酸盐膜以及铬酸～磷酸盐膜等. 二、阳极氧化： 经阳极氧化处理获得的氧化膜,厚度一般在5-20v m,硬质阳极氧化膜厚度可达60- 2500m.其膜层还具有似下特性： （1）硬度较高.纯铝氧化膜的硬度比铝合金氧化膜的硬度高.通常,它的硬度大小与铝的合金成份、阳极氧化时电解液的技术条件有关.阳极氧化膜不仅硬度较高,而且有较好的耐磨性.尤其是表面层多孔的氧化膜具有吸附润滑剂的能力,还可进一步改善表面的耐磨性能. (2)有较高的耐蚀性.这是由于阳极氧化膜有较高的化学稳定性.经测试,纯铝的阳极氧化膜比铝合金的阳极氧化膜耐蚀性好.这是由于合金成分夹杂或形成金属化合物不能被氧化或被溶解,而使氧化膜不连续或产生空隙,从而使氧化膜的耐蚀性大为降低.所以,一般经阳极氧化后所得的膜必须进行封闭处理,才能提高其耐蚀性能. (3)有较强的吸附能力.铝及铝合金的阳极氧化膜为多孔结构,具有很强的吸附能力,所以给孔内填充各种颜料、润滑剂、树脂等可进一步提高铝制品的防护、绝缘、耐磨和装饰性能. （4）有很好的绝缘性能.铝及铝合金的阳极氧化膜,已不具备金属的导电性质,而成为良好的绝缘材料. (5)绝热抗热性能强.这是因为阳极氧化膜的导热系数大大低于纯铝?阳极氧化膜可耐温1500℃左右,而纯铝只能耐660℃.好综上所述,铝和铝合金经化学氧化处理,特别是阳极氧化处理后,在其表面形成的氧化膜具有良好的防护一装饰等特性.因此,被广泛应用于航空、电气、电子、机械制造和轻工工业等方面.
铝合金微弧氧化（MAO） 1.微弧氧化概述 微弧氧化也称微等离子体表面陶瓷化技术,是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。 2.微弧氧化现象及其特点 在阳极氧化过程中，当铝合金上施加的电压超过一定范围时，铝合金表面的氧化膜就会被击穿。随着电压的继续不断升高，氧化膜的表面会出现辉光放电、微弧和火花放电等现象。表面辉光放电的温度比较低，对氧化膜的结构影响不大；火花放电温度，甚至可能使铝合金表面熔化，同时发射出大量的电子及离子，使火花放电区出现凹坑及麻点，这对材料表面是一种破坏作用；只有微弧去的温度适中，即可使氧化膜的结构发生变化，有不造成铝合金材料表面的破坏，微弧氧化就是利用这个温度区对材料表面进行改造处理的。 铝合金说施加的电压变化所产生的辉光、微弧和火花放电区域 在微弧氧化的过程下，原来生成的氧化膜不会脱落，只有表面一部分氧化膜可能会被粉化而沉淀在溶液中。铝合金表面可以继续氧化，随着外加电压的升高，或时间的延长，微弧氧化膜厚度不会继续增加，直至达到外加电压对应的最终厚度。在工艺过程中，随着微弧氧化膜厚度的增加，微弧的亮度会逐渐暗淡下去，直至最后消失。但是微弧消失后，只要微弧消失后，只要外加电压继续存在，氧化膜还好继续生长，从实际中发现，微弧氧化膜的最大厚度可以达到200~300μm。
微弧氧化与普通阳极氧化一样，也存在着表面氧化和氧离子渗透到基体内与铝离子氧化结合，俗称渗透氧化的过程。。实际发现有大约70%的氧化层存在于铝合金的基体中，因此样品表面的几何尺寸变动不大。由于渗透氧化，氧化层与基体之间存在着相当厚的过渡层，使氧化膜和基体呈闹牢固的冶金结合，不易脱落，这也是微弧氧化优于电镀和喷涂的地方。图9-5是微弧氧化的剖面结构图，由图9-5可以看出，微弧氧化膜有三层组成，靠近铝基体中氧化膜于基体结合的过渡层交界面为凹凸不平，互相咬合，说明氧化膜于基体结合牢固，不易脱落，氧化膜的表面是一层疏松的白色陶瓷粉末，很容易用砂纸磨去，氧化时间越长，这层疏松层会变厚，当除去这层疏松层以后，剩下的是硬度很高、质地致密的陶瓷氧化膜。图9-6表示铝合金的微弧氧化膜截面的显微硬度和孔隙率的剖面，其纵坐标（左）表示显微硬度（HV），纵坐标（右）表示孔隙率。图9-6中明确地表明显微硬度和孔隙率与氧化膜的深度密切关系。
铝及铝合金的微弧氧化技术 1．技术内容及技术关键 （1）微弧氧化技术的内容和工艺流程 铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。其工艺流程如下：铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。 （2）微弧氧化电解液组成及工艺条件 例1.电解液组成：K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～1g/L，CH3COONa 2～3g/L，Na3VO3 1～3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V，并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min。例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min；第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。 （3）影响因素 ①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工
件，经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。 ②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。溶液的pH范围一般在9～13之间。根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。 ③氧化电压及电流密度的影响：微弧氧化电压和电流密度的控制对获取合格膜层同样至关重要。不同的铝基材料和不同的氧化电解液，具有不同的微弧放电击穿电压（击穿电压：工件表面刚刚产生微弧放电的电解电压），微弧氧化电压一般控制在大于击穿电压几十至上百伏的条件进行。氧化电压不同，所形成的陶瓷膜性能、表面状态和膜厚不同，根据对膜层性能的要求和不同的工艺条件，微弧氧化电压可在200～600V范围内变化。微弧氧化可采用控制电压法或控制电流法进行，控制电压进行微弧氧化时，电压值一般分段控制，即先在一定的阳极电压下使铝基表面形成一定厚度的绝缘氧化膜层；然后增加电压至一定值进行微弧氧化。当微弧氧化电压刚刚达到控制值时，通过的氧化电流一般都较大，可达10A/dm2左右，随着氧化时间的延长，陶瓷氧化膜不断形成与完善，氧化电流逐渐减小，最后小于1A/dm2。氧化电压的波形对膜层性能有一定影响，可采用直流、锯齿
铝及铝合金的微弧氧化技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
铝及铝合金的微弧氧化技术 1．技术内容及技术关键 （1）微弧氧化技术的内容和工艺流程 铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。其工艺流程如下：铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。 （2）微弧氧化电解液组成及工艺条件 例1.电解液组成：K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～ 1g/L，CH3COONa 2～3g/L，Na3VO3 1～3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V，并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min。例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化 5min；第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L 的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。 （3）影响因素 ①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。对于粗糙度较高的工件，经
微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件，经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。 ②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。溶液的pH范围一般在9～13之间。根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。 ③氧化电压及电流密度的影响：微弧氧化电压和电流密度的控制对获取合格膜层同样至关重要。不同的铝基材料和不同的氧化电解液，具有不同的微弧放电击穿电压（击穿电压：工件表面刚刚产生微弧放电的电解电压），微弧氧化电压一般控制在大于击穿电压几十至上百伏的条件进行。氧化电压不同，所形成的陶瓷膜性能、表面状态和膜厚不同，根据对膜层性能的要求和不同的工艺条件，微弧氧化电压可在200～600V范围内变化。微弧氧化可采用控制电压法或控制电流法进行，控制电压进行微弧氧化时，电压值一般分段控制，即先在一定的阳极电压下使铝基表面形成一定厚度的绝缘氧化膜层；然后增加电压至一定值进行微弧氧化。当微弧氧化电压刚刚达到控制值时，通过的氧化电流一般都较大，可达10A/dm2左右，随着氧化时间的延长，陶瓷氧化膜不断形成与完善，氧化电流
铝合金阳极氧化与表面处理技术第一章引论 1. 铝及铝合金的性能特点密度低；塑性好；易强化；导电好；耐腐蚀；易回收；可 焊接；易表面处理 2. 简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1）腐蚀性：（1）酸性腐蚀：铝在不同的酸中有不同腐蚀行为，一般在氧化 性浓酸中生成钝化膜，具有很好的耐蚀性，而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀；（2）碱性腐蚀：铝在碱性溶液中的腐 蚀，碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，然后再进一步与铝反应 生成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀；（3）中性腐蚀：在中性盐溶 液中，铝可以是钝态，也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发 生腐蚀。点腐蚀。 2）腐蚀形态：点腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀：最常见的腐蚀形态，程度与介质和合金有关 电偶腐蚀：接触腐蚀，异（双）金属腐蚀，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的金属 受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀：两个表面接触存在缝隙，该处充气溶解氧形成氧浓差原电池，使缝隙内产生腐蚀。 晶间腐蚀：与热处理不当有关，合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极，而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀：丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以是漆膜，或者其他涂层，一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合金成 分、涂层前预处理和环境因素有关，环境因素有适度、温度、氯化物； 层状腐蚀：剥层腐蚀，也叫剥蚀。 3. 铝合金表面处理技术包括哪几个方面？表面机械预处理（机械抛光或扫纹等） （2）化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀等）（3）电化学处理（阳极氧化或电镀等）（4）物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性）等。 搪瓷珐琅：将无机物的混合物熔融成不同熔点玻璃态物质。 4. 铝合金阳极氧化膜的特性有哪些？有：耐蚀性；硬度和耐磨性；装饰性；有机涂 层和电镀层附着性；电绝缘性；透明性；功能性 第二章铝的表面机械预处理 1. 预处理的目的：（1）提高良好的表观条件和表面精饰质量。（2）提高产品品 级。（3）减少焊接的影响。（4）产生装饰效果。（5）获得干净表面。 2. 磨光操作要求 （1）磨料种类和粒度的选择：根据工件材料的软硬程度、表面状况和质量要求等选用；表面越硬或越粗糙则用较硬及较粗的磨料。
铝材表面处理工艺介绍 对铝材来说，阳极氧化所能做到的色彩的确比较局限，通常就是银白、古铜、钛金、K金色或者黑色。至于有时看到有很多他色彩是通过另外的工艺方法加工出来的： 1 、电泳涂层 在阳极氧化的基础上，通过电泳的作用，在氧化膜上均匀覆盖上一层水溶性丙烯酸漆膜，使型材表面形成阳极氧化膜和丙烯酸漆膜复合膜。手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽，除能生产原氧化着色的颜色的基础上，能做出更多如白色及绿色等鲜艳色彩。 2、彩色粉末喷涂 共200多种颜色选择，给设计师一个广阔空间，性能稳定，漆膜附着力强，不易剥落、耐酸、耐盐雾、耐灰浆、耐候性、耐老化等性能优异。涂层在空气中不挥发、不氧化、无污染毒害，环保性能好。表面污物水洗后焕然一新。 3、彩色氟碳喷涂 通过静电作用在铝合金基体表面喷上聚偏二氟乙烯漆涂层。氟碳涂料为偏聚二氟乙烯，氟碳涂料。所以能具有持久保色度、抗老化、抗腐蚀、抗大气污染，其氟碳键是最强的分子键之一优越于其聚合休的分子结构。氟碳喷涂作为高档表面涂装工艺手段。160多种丰富色彩足以为建筑师和设计师提供无穷无尽的设计空间。它具有颜色均匀一致，且抗褪色和沾污的能力优越的优点。 另外，铝或者铝合金很适合做拉丝处理 拉丝与表面氧化的确是无关的，拉丝要在氧化之前做才行；另外氧化是肯定不能用自然氧化的方法，自然氧化得到的表面应该叫质量缺陷，它的氧化膜与专门处理的氧化膜成份、外观都是截然不同的。 另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的，常用的有下面几种氧化着色处理方法： 着色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。 自发色阳极氧化膜 这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。 电解着色 阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。 着色确实是与氧化同时进行的，但也确实称其为该工艺的后处理，其意思是之其附加在该工艺中进行的（不进行也可以）。
精心整理【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 第一节 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在0.5-4um，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程：
脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2）膜层厚度0.3-4um。 之处:不 相对效 色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。 二，阳极氧化工艺流程 除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和 阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
三，常见品质异常判断 A?表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至，处理办法，重新热处理。或更换材质。 B表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。，上挂时松动，造成产品导电不良。，处理办法，退电重新阳极处理。 C，表面碰伤，刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中，作业大意所致，处理办法，退 D 1）?? 2）? 3）?? 具有导电性好，传热快，比重轻，易于成型等优点，但铝及铝合金有硬度低，不耐磨，易发生晶间腐蚀，不易焊接，等缺点，影响到使用范围。故为了扬长避短，现代工业中，利用电镀解决了这一问题。 二，铝材电镀的优点
铝及铝合金的微弧氧化技术1．技术内容及技术关键 （1）微弧氧化技术的内容和工艺流程 铝及铝合金材料的微弧氧化技术内容主要包括铝基材料的前处理；微弧氧化；后处理三部分。其工艺流程如下：铝基工件→化学除油→清洗→微弧氧化→清洗→后处理→成品检验。 （2）微弧氧化电解液组成及工艺条件 例1.电解液组成：K2SiO3 5～10g/L，Na2O2 4～6g/L，NaF 0.5～1g/L，CH3COONa 2～3g/L，Na3VO3 1～3g/L；溶液pH为11～13；温度为20～50℃；阴极材料为不锈钢板；电解方式为先将电压迅速上升至300V，并保持5～10s，然后将阳极氧化电压上升至450V，电解5～10min。例2两步电解法，第一步：将铝基工件在200g/L的K2O·nSiO2（钾水玻璃）水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化5min；第二步：将经第一步微弧氧化后的铝基工件水洗后在70g/L的Na3P2O7水溶液中以1A/dm2的阳极电流氧化15min。阴极材料为：不锈钢板；溶液温度为20～50℃。 （3）影响因素 ①合金材料及表面状态的影响：微弧氧化技术对铝基工件的合金成分要求不高，对一些普通阳极氧化难以处理的铝合金材料，如含铜、高硅铸铝合金的均可进行微弧氧化处理。对工件表面状态也要求不高，一般不需进行表面抛光处理。对于粗糙度较高的工件，经微弧氧化处理后表面得到修复变得更均匀平整；而对于粗糙度较低的工件，
经微弧氧化后，表面粗糙度有所提高。
②电解质溶液及其组分的影响：微弧氧化电解液是获到合格膜层的技术关键。不同的电解液成分及氧化工艺参数，所得膜层的性质也不同。微弧氧化电解液多采用含有一定金属或非金属氧化物碱性盐溶液（如硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等），其在溶液中的存在形式最好是胶体状态。溶液的pH范围一般在9～13之间。根据膜层性质的需要，可添加一些有机或无机盐类作为辅助添加剂。在相同的微弧电解电压下，电解质浓度越大，成膜速度就越快，溶液温度上升越慢，反之，成膜速度较慢，溶液温度上升较快。 ③氧化电压及电流密度的影响：微弧氧化电压和电流密度的控制对获取合格膜层同样至关重要。不同的铝基材料和不同的氧化电解液，具有不同的微弧放电击穿电压（击穿电压：工件表面刚刚产生微弧放电的电解电压），微弧氧化电压一般控制在大于击穿电压几十至上百伏的条件进行。氧化电压不同，所形成的陶瓷膜性能、表面状态和膜厚不同，根据对膜层性能的要求和不同的工艺条件，微弧氧化电压可在200～600V范围内变化。微弧氧化可采用控制电压法或控制电流法进行，控制电压进行微弧氧化时，电压值一般分段控制，即先在一定的阳极电压下使铝基表面形成一定厚度的绝缘氧化膜层；然后增加电压至一定值进行微弧氧化。当微弧氧化电压刚刚达到控制值时，通过的氧化电流一般都较大，可达10A/dm2左右，随着氧化时间的延长，陶瓷氧化膜不断形成与完善，氧化电流逐渐减小，最后小于1A/dm2。氧化电压的波形对膜层性能有一定影响，可采用直流、锯齿或方波等电压波形。采用控制电流法较控制电压法工艺操作上更为