铝及铝合金阳极氧化

铝及铝合金阳极氧化
阳极氧化是指在适当的电解液中，以金属作为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜的方法。

通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度在几十至几百微米（铝自然氧化膜层厚0.010~0.015微米）的阳极氧化膜。

铝及其合金的氧化膜的性质和用途：
1、氧化膜结构的多孔性。

氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，膜层的空隙率决定于电解液的类型和氧化的工艺条件。

氧化膜的多孔结构，可使膜层对各种有机物、树脂、地蜡、无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成各种不同的颜色，提高金属的装饰效果。

2、氧化膜的耐磨性。

铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性。

当膜层吸附润滑剂后，能进一步提高其耐磨性。

3、氧化膜的耐蚀性。

铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性，其耐蚀能力与膜层厚度、组成、空隙率、基体材料的成分以及结构的完整性有关。

为提高膜的耐蚀能力，阳极氧化后的膜层通常再进行封闭或喷漆处理。

4、氧化膜的电绝缘性。

阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用作电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。

5、氧化膜的绝热性。

铝氧化膜是一种良好的绝热层，其稳定性可达1500度，因此在瞬间高温下工作的零件，由于氧化膜存在，可防止
铝的熔化。

6、氧化膜的结合力。

阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分离，即使膜层随基体弯曲直至破裂，膜层与基体金属仍保持良好的结合。

铝及铝合金阳极氧化工艺
1：技术介绍
铝及其合金在相应的电解液和特殊的工艺条件下，由于外加电流作用，在铝制品表面产生一层氧化膜的工艺过程。

封孔后的铝氧化膜具有绝缘性，极大的增加铝制品的硬度，具有优异耐磨性，RCA纸带测试可以轻松耐磨300圈以上，颜色品种繁多，客户可以依照PANTONE色号选择，具有极强的外观装饰性，具有良好的抗人工汗水和盐雾的能力。

手机行业铝材的选用一般有A1050，A1100，A5052，A6061等，A1050 和A1100 属于纯铝，相比而言比较软，主要用于铝装饰片，面壳等固定不拆装的部件， A5052和A6061属于合金铝，硬度高，一般用于电池盖等要经常拆装且容易变形的部件。

铝氧化加工除了百变的颜色和良好的表面性能外，一个最主要的优点就是表面的效果层出不穷，喷沙、拉直纹、雪花纹、雾面、化学沙面、镭雕效果、高光效果、字体批斜纹、批直纹效果，数控雕
花效果、亮字二次、三次氧化效果、镜面效果，电镀各种镀种、电泳、PVD电镀。

基本上所有的加工手段都可以在铝材上使用。

2：喷沙氧化工艺流程手机
工件上挂具—抛光----超声清洗—水洗---脱脂----水洗----
烘干---下挂---喷沙----上挂具--脱脂----水洗---- 碱咬----水洗---酸洗----水洗----化学抛光-----水洗----酸洗-----水洗-- ---阳极—水洗----纯水洗-----染色---水洗----封孔----水洗----纯水洗------烘干----下挂--- 检验---包装
3：产品设计时氧化应用的范围
1）对于手机类产品由于铝材较软，在运输和生产过程中很容易造成划伤、砂孔、碰伤等缺陷，而较粗的砂面和较粗的拉丝面能较好的掩盖此类缺陷，所以设计人员在ID设计时应尽可能选用 150#以上的喷砂砂面和150# 以上的砂带拉丝效果。

2）对于手机类产品，因为要近距离观赏，所以
尽可能不用全光面的表面效果，避免铝材缺陷给产品带来不良。

3）因为铝氧化加工过程中用到镍和铅，对于出口欧盟的产品，要指明检测镍释放项目和铅含量指标。

其他版本：
三铝氧化（上色）
铝及铝合金因加工成形容易，比其它金属材料轻，应用越来越广泛。

而铝及铝合金化学性质非常活泼，必须进行一定防护处理：如电镀、喷涂有机保护和氧化处理，氧化处理是最容易实现是最常用的防护处理措施。

铝及铝合金的氧化分为化学氧化和电化学氧化（俗称阳极氧化）。

铝及其合金的电化学氧化法又称阳极氧化处理，是使铝制品获得抗腐蚀性能和装饰性表面的方法，在工业上广泛使用。

该工艺像电镀的逆过程工件为电解电路的阳极，不是将一层材料（金属）加到工件表面上去，而是进行内部的反应，以增加通常存在于铝表面很薄的强保护氧化铝层的厚度。

化学氧化膜比较薄，质软不耐磨，抗蚀能力低于阳极氧化膜。

但吸附能力较好，主要作为喷漆和喷塑的底层。

铝阳极氧化膜综合性能优于化学氧化膜，应用更广泛，主要特性：（1）耐蚀性。

膜厚及封孔质量直接影响使用性能。

（2）硬度和耐磨性。

基体硬度为 HV100，普通阳极氧化膜可达HV300，而硬质膜则可达 HV500，硬度和耐磨性是一致的。

（3）装饰性。

既保持金属的光泽和质感，又可以染色成丰富多彩的彩色。

（4）有机涂层和电镀层附着性。

可有效提高表面层的附着力和耐蚀性。

（5）电绝缘性。

铝是良导电体，而氧化膜则是高电阻的绝缘
膜。

绝缘击穿电压可达 30~200V/um，室温体积电阻率为：109Ω/cm3，250℃时可达1013Ω/cm3
（6）透明性。

铝纯度越高，氧化膜透明度越高。

（7）功能性。

利用氧化膜的多孔性，可在微孔中沉积功能性微粒，得到功能性材料。

将铝质物品放在适当的电解液中，将金属物品于阳极，通过电流使铝的表面得到一层做为保护的氧化膜，其化学变化大致如下：
2Al + 3 [ O ] → Al2O3 + 能量
铝氧化工序：
碱洗——水洗——铬酐漂白——水洗——活化——水洗——铝氧化——水洗——染色——水洗——封闭——水洗——干燥
氧化（上色）：氧化的用途分两方面：增强物理特性；可以达到上色目的。

铝合金染色（化学染色-华茂）工艺及其应用
铝及铝合金阳极氧化后采用染色剂进行化学着色的方法较之电解着色具有品种丰富、色彩艳丽、工艺简单、设备简易、成本低廉等显著优点，不仅大幅度提高了铝型材及铝制品的表面装饰效果，又大幅度降低了生产成本，节约了能源，因此越来越受到广大用户的青睐。

本文所述系采用开封安迪电镀化工有限公司研制和生产的AD系列铝合金染色剂及其应用工艺。

该公司三年多来立足国产原料，严格
筛选择优，并经精工配制，生产出了可以与国外染料媲美的国产染色剂，应用于铝合金化学着色中取得了成功，投放市场后深受用户欢迎。

该类产品现已具备红、绿、蓝、黄、金黄、橙、紫、棕、黑等较为齐全的色系，在国内尚属首创，并且较之市场上国外同类产品价格降低了50%-80%左右。

AD系列铝及铝合金染色剂操作工艺如下：
一、工艺流程：
前处理→ 氧化→ 水洗（去离子水）→ 预染→ 水洗→ 水洗（去离子水）→稳染→ 水洗→ 水洗（去离子水）→ 封闭→ 水洗→ 热水洗→ 干燥
二、工艺配方：
1、预染：
染色剂 3～8g/l
PH 5～6
温度 50～60 ℃
2、稳染：
稳染剂 4～10ml/l
温度常温
三、预染液（染色剂）的配制：
1、在预染槽中配制计算量体积80%的缓冲溶液（8.0 g/L的醋酸钠+0.4 g/L的100%醋酸+去离子水）。

2、将计算量的染色剂倒入配料容器中，用一至二倍的热去离子水搅拌混合至滑浆状为止。

3、取计算体积20%的去离子水，搅拌加入配料容器中直至染色剂完全溶解为止（取几滴配制溶液滴到滤纸上观察没有残余物质即可，必要时加热至沸腾以助其溶解）。

4、将溶解完全的染色剂在搅拌下注入预染槽中（最好加过滤），继续搅拌至完全均匀为止。

四、稳染液的配制：
将计算量的稳染剂加入计算量的去离子水即可。

五．预染液、稳染液的使用和维护：
1、预染液必须用去离子水配制，水质低劣将妨碍预染液的吸附并可能出现沉淀及封闭时严重失色的现象，影响使用。

2、预染液温度必须加热到50-60℃时使用。

预染时间依所需色调要求为准，灵活掌握。

温度和时间应严格要求，以防批次之间出现明显
色差（某些预染剂温度低时可能会出现析出，但加热溶解后不影响使用）。

3、如果染深色调颜色，氧化膜应达到一定的厚度（10um以上）。

每批次的氧化膜厚度应严格控制，保持一致，以防厚度不一时出现色差。

4、预染液中禁止落入灰尘或进入其他杂质，并严格要求氧化后的彻底水洗，否则将严重影响染色液的使用寿命。

染料消耗量视具体染料牌号而定，正常情况下，平均消耗量为5-15g/L。

5、要严格控制预染液的PH值，正常情况下为5-6。

PH值过高时，染料吸附性变差，可用冰醋酸调整；PH值过低时，氧化膜将部分溶解，可用氨水调整。

此外，预染液在低PH值下会出现化学性能不稳定或溶解度降低而沉淀的现象。

6、在实际染色生产中，需不断添加染料。

随着预染液使用时间的延长，可能会失去部分活性，此时更新部分预染液，便可达到正常生产的目的。

此外，染色时最好加搅拌装置。

7、染料的浓度可用分光光度计测得或凭经验比色目测。

8、稳染剂在使用中可凭经验酌量添加补充。

当稳染液老化，作用不显著时，可部分更新稳染液，便可达到正常生产的目的。