铝合金型材表面一般处理方法

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-. 铝合金阳极氧化电解着色是铝合金表面处理中重要的方法之一。将铝合金置于适当的电解液中作为阳极通电处理，表面会生成厚度为几个至几十个微米的阳极氧化膜，氧化膜的表面是多孔蜂窝状的。上世纪60年代，人们开始利用氧化膜的多孔性，将阳极氧化和电沉积技术相结合发明了电解着色技术。铝合金阳极氧化电解着色技术最初起源于欧洲，由于该工艺操作简便、工艺简单、成本低廉，广泛应用于汽车、航空、造船、机械、建筑和日常生活等多方面。我国的电解着色技术开始于上世纪80年代，一直以来都是镍盐、锡盐电解着色工艺，由于颜色单一、着色液的稳定性和分散性差等问题一直没有得到很好解决，而且随着时代的进步，工业上对电解着色的工艺条件和应用要求越来越高，为了满足市场的需要，研究人员一直在做着不懈的努力。

1.1铝的性能和用途

铝(Afuminum)是自然界中分布最广，储量最多的元素之一，广泛分布于岩

石、泥土和动、植物体内，其含量约占地壳总质量的8.2%，仅次于氧和硅，比铁(约占2.1%)、镁(约占2.1%)和钛(约占0.6%)的总和还要多川。1854年，法国化学家德维尔把铝矾土、木炭、食盐混合，通人氯气后加热得到NaCI，AIC13复盐，再将此复盐与过量的钠熔融，得到了金属铝。这时的铝生产工艺复杂，成本高，应用非常有限，直到1886年，美国的豪尔和法国的海朗特，分别独立地电解熔融的铝矾土和冰晶石的混合物制得了金属铝，奠定了今天大规模生产铝的基础。一个世纪的历史进程中，铝的产量急剧上升，到了20世纪60年代，铝在全世界有色金属产量上超过了铜而位居首位，它的用途涉及到许多领域，大至国防、航天、电力、通讯等，小到锅碗瓢盆等生活用品。它的化合物用途非常广泛，不同的含铝化合物在医药、有机合成、石油精炼等方面发挥着重要的作用[2]。

纯的铝很软，强度不大，有着良好的延展性，可拉成细丝和轧成箔片，大量

用于制造电线、电缆、无线电工业以及包装业。它的导电能力约为铜的三分之二，

铝及其合金的表面处理技术

全球铝的产量仅次于铁。铝和铝合金密度小且易加工。并且可以制造成形状十分复杂的零件，因而它在工业中的应用日益广泛，但是铝及其合金易产生晶间腐蚀，表面硬度低、不耐磨损。国内外都在采取各种方法对铝及其合金表面进行改质处理，以获得各项优良性能，拓宽其应用范围。作者讨论了铝及其合金的表面处理技术，简述了其应用，并对该领域目前研究的热门课题——微弧氧化及激光处理进行了介绍。

1 电镀、抛光和砂面处理

铝及其合金的电镀一般是为了改善装饰性，提高表面硬度和耐磨性，降低摩擦系数，改善润滑性，提高表面导电性和反光率等而进行的。由于铝对氧有很强的亲和力，表面总是有氧化膜存在，铝属于两性金属，在酸性溶液和碱性溶液中都不稳定。铝的膨胀系数较绝大多数金属的大，铬为7X10-6)，所以镀层易脱落，又由于镀铝常含有砂眼、气孔等缺陷．在电镀过程中，砂眼和气孔中常会滞留溶液和氢气。影响镀层与基体的结合力，所以直接在铝及其合金上电镀很困难。

铝及其合金的电镀效果主要取决于表面准备情况。镀前一般进行机械处理，有机溶剂除油，化学除油、碱浸蚀、出光等处理。铝及其合金的镀前处理及电镀工艺有下列几种：

(1) 化学浸锌呻电镀铜+电镀其他镀层；

(2) 电镀薄锌层一电镀铜一电镀其他镀层；

(3) 化学镀镍一电镀厚镍；

(4) 电镀镍一电镀其他镀层；

(5) 阳极氧化呻电镀其他镀层；

(6) 铝合金一步法镀铜—)电镀其他镀层1，

铝及其合金的抛光多年来普遍采用三酸抛光工艺，该工艺温度高、时间短，亮度好，但一般只能单根抛光，无法批量生产，而且产生的黄烟对人体有害。电解抛光的含磷和铬酸的废水处理一般厂家难以解决，且生产中耗电量很大。为此，目前市场已推出无黄烟两酸抛光新工艺，只需在磷酸、硫酸中加入少量添加剂(其成本接近硝酸)即可在80~100°C下操作0.5-3.0min,其光亮度略次于三酸处理[2],但解决了环境污染问题+

阳极氧化碱蚀工艺

阳极氧化碱蚀工艺是一种常用于铝合金表面处理的方法，旨在增强铝合金的耐腐蚀性、硬度和防蚀性能。

该工艺主要步骤包括：

1. 清洗：将铝合金制品经过棕尘洗清洗掉表面污垢和油脂。

2. 酸洗：用酸性溶液（如硫酸）进行酸洗处理，以去除表面的氧化物和表面不良层。

3. 碱蚀：将铝合金制品放入碱性溶液（如氢氧化钠）中进行碱蚀处理。在碱性溶液的作用下，铝表面会生成氧化皮层，提高铝合金的耐蚀性和硬度。

4. 氧化：将碱蚀后的铝合金制品放入含有电解液（如硫酸、硼酸）的电解槽中，通过施加电流，使铝合金表面形成致密的氧化膜。氧化膜的厚度可以通过调控电流和电解液中的成分来控制。

5. 封闭：将氧化膜进行封闭处理，封闭剂一般为热水或蒸汽，以提高氧化膜的密封性和耐蚀性。

阳极氧化碱蚀工艺可应用于各种铝合金产品的表面处理，如铝门窗、铝合金型材、铝合金外壳等。其主要优点是工艺简单、成本低、效果好，可以大幅提高铝合金的使用寿命和性能。

铝合金型材表面处置技术及进展趋势

2006-10-31 14:37

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引言

铝合金建筑型材是当今门窗和幕墙主要的结构材料，在世界范围内广泛应用［1］。铝合金挤压型材（未经表面处理）外观单一，并且在潮湿大气中容易腐蚀［2］，因而很难满足建筑材料高装饰性和强耐侯的要求。为了提高装饰效果、增强抗腐蚀性及延长使用寿命，铝型材一般都要进行表面处理。因此，表面处理是铝合金建筑型材生产的一道必不可少且极为重要的工序。

铝型材表面处理技术因原理不同，其工艺也有较大区别。根据保护层的性质和工艺特点，铝型材表面处理技术可分为阳极氧化处理、阳极氧化-电泳处理、有机涂层处理三大类［3］，其中，有机涂层处理包括粉末喷涂、氟碳漆喷涂和木纹处理（见图1）。

1 阳极氧化处理

阳极氧化于20世纪50年代应用于铝型材生产，是应用最早也是目前应用最广泛的建筑铝型材表面处理法。阳极氧化型材的突出特点是外观金属质感强。

阳极氧化工艺流程

阳极氧化工流程见图2。

机械预处理

机械预处理主要有机械喷砂和机械抛光［4］。机械喷砂是获得砂面型材的一个重要途径，由铝型材喷砂机完成。机械喷砂可能完全消除表面缺陷和挤压条纹，得到比化学砂面（碱蚀砂面）更加均匀的哑光表面。另外，机械喷砂在生产成本和环保上也具有较大优势。

机械抛光是铝型材抛光机上进行的。将铝型材有规则地平放在工作台上，通过高速旋转的抛光轮与表面触压和磨擦，使表面光滑平整，直至达到镜面效果。生产中常常用抛光来消除挤压条纹，因此，这时又称为“机械扫纹”［5］。

化学前处理

脱脂

工艺：200～300g/LH2SO4,室温，时间3～5min。

酸性砂面

酸性砂面工艺：60～100g/LNH4HF，15～20g/L稳定剂，10g/L促进剂，pH值1～2，温度45～55℃，时间2～6min。酸性砂面易产生大量白色沉淀物，槽液需要循环过滤。废水中F-浓度高，必须进行净化处理。