铝及铝合金阳极氧化法综述

实验二铝及铝合金的阳极氧化一、实验目的：1.熟悉铝及铝合金的阳极氧化工艺过程。

2.掌握阳极氧化中各工艺参数对阳极化过程及膜质量和性能的影响。

二、实验内容简介铝及铝合金具有优良的综合性能而得到较为广泛的应用，在其表面会生成一层致密的氧化膜，但厚度只有几纳米至几十纳米，起不到有效的防护和耐磨作用。

而采用阳极氧化处理形成的阳极化膜厚度可达3~30μm，不但既有良好的机械性能，而且耐蚀性和吸附性能均十分优异。

故在所有的铝表面处理方法中，阳极化在工业中的应用十分广泛，可作为防护性膜、防护装饰性膜、耐磨性膜、绝缘性膜等。

阳极氧化所用的电解液一般为具有中等溶解能力的酸性溶液（如硫酸、草酸、铬酸、磷酸等），电解时，铝工件为阳极，Pb(Pt)为阴极，阳极氧化时发生下列反应：阳极:H2O-2e→[O]+2H+,产生的初生态原子氧对铝制品表面有很强的氧化能力,生成薄而致密的氧化物薄膜（10~100nm）；阴极：2H++2e→H2↑。

在阳极还存在着酸对铝及氧化铝膜的溶解反应：2AL+6H+→2AL3++3H2↑,AL2O3+6H+→2AL3++3H2O。

由此可知，膜的成长过程包含着膜的生成与膜的溶解两个相辅相成的方面，并且只有当膜的生成速度大于溶解速度时才能获得一定厚度的膜，氧化初期，膜的生成速度大于溶解速度，膜厚不断增加，随着厚度的增加，其电阻也加大，结果使膜的生长速度减慢，一直到与膜的溶解速度相等时，膜的厚度才为一定值。

铝的阳极氧化膜的微观结构成蜂窝状，即由内层的阻挡层和外层的多孔层构成，由于膜是从基体上成长其来的，因此结合强度十分高。

色泽随电解液的成分及铝合金中所含的合金元素而异。

由于膜的多孔性质，决定了膜具有强烈的吸附性能，故可对膜进行染色，也可作为铝制品沉积金属前的底层等。

2．铝的阳极氧化工艺及步骤a.表面准备铝及其合金在阳极氧化之前都必须根据制件的材质、表面形状和对膜的要求进行适当的表面预处理，如除油、酸洗和抛光等。

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。

铝及铝合金阳极氧化铝及铝合金阳极氧化，这可是个很有趣的事儿呢！你知道吗？铝这种材料在咱们生活里到处都是，像那些亮晶晶的铝制门窗啦，轻便的铝制小物件啥的。

可铝和铝合金要是就那么放着，有时候就显得有点普通，而且还容易被腐蚀呢。

这时候阳极氧化就像给它们穿上了一层超级酷炫的魔法外衣。

阳极氧化啊，就像是给铝和铝合金做了个超级变身。

这个过程就像是一场奇妙的化学反应之旅。

把铝制品放到特定的溶液里，通上电，然后就像魔法开始生效一样，铝的表面开始发生变化。

它会慢慢地形成一层氧化膜，这层膜可不是普通的膜哦，它就像是铝制品的铠甲，可以保护铝不被外界的东西轻易欺负，像那些潮湿的空气啊，还有一些可能会让铝生锈的物质。

而且这层氧化膜还能让铝变得超级好看。

它可以染上各种各样的颜色，你想要鲜艳的红色、神秘的紫色，还是清新的蓝色，都可以做到。

这就好比给铝制品化了个美美的妆，让它从一个普普通通的小物件，变成了一件艺术品。

在工业上，这个阳极氧化的作用可就更大啦。

那些需要在恶劣环境下工作的铝制部件，经过阳极氧化后，就像是拥有了超能力，能够长时间地保持稳定的性能。

比如说汽车发动机附近的一些铝制零件，要是没有这层保护，估计很快就会被发动机的热量和周围的环境弄得不成样子啦。

对于咱们日常生活来说，那些阳极氧化后的铝制品用起来也更让人放心。

就拿厨房的铝制厨具来说吧，阳极氧化后的厨具不仅不容易脏，而且还更加安全卫生。

清洗的时候也方便，就像有个小天使在帮忙一样，轻轻一擦，污渍就没了。

铝及铝合金的阳极氧化真的是个很神奇的技术，它把铝这种原本就很实用的材料变得更加完美。

它就像是一个默默在背后付出的小工匠，精心地雕琢着每一个铝制品，让它们在不同的地方发挥着独特的魅力，给我们的生活带来了很多的便利和美好的体验。

铝及铝合金阳极氧化一片绿叶编写0 内容提示本文简要介绍了铝及铝合金阳极氧化的原理和阳极氧化方法的种类，着重介绍硫酸直流电阳极氧化。

对硫酸阳极氧化的工艺规范和操作条件、溶液配制和调整方法、常见估障判断及排除等作了较为详细的介绍。

铝合金成分对氧化膜形成及质量的影响、新老涂覆标记的含义等相关内容也结合我所实际情况作了介绍。

通过对本文内容的学习，能够正确掌握硫酸直流电阳极氧化的操作技能，准确控制氧化质量，做出符合质量标准的产品。

1 概述铝是最为丰富的元素之一，地壳内含量仅次于氧和硅。

铝的产量仅次于钢铁。

铝及其合金具有比强度高、导热和导电性好，反光性强，色泽美观、无磁性、耐热性好，以及塑性和成形性好，无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料，因此在许多部门得到广泛应用。

铝及铝合金暴露在空气中，其表面会自然行成一层致密的氧化膜，但这层氧化膜的厚度极薄，只有几纳米到几十纳米，不足以防止恶劣环境下的腐蚀，同时，铝的硬度也不高，在使用过程中不能防止磨擦而造成的破坏。

因此，铝及铝合金制品需要针对其不同用途采取不同的保护措施。

对铝和铝合金进行阳极氧化就是一种十分有效的方法。

通过阳极氧化可以获得5～30μm厚的人工氧化膜(在一些特殊条件下氧化膜的厚度可以达到100μm以上)，从而可显著提高铝及铝合金的各种性能，包括耐蚀性、耐磨性、耐候性、绝缘性及吸附性等。

2 铝阳极氧化膜形成的基本原理铝阳极氧化实际上就是水的电解。

电解液通电后在电流的作用下发生水解，在阴极上放出氢，即H++e 1/2H2↑在阳极上释放电子，即4HO—－4e 2H2O+2O↑其中一部分新生(原子)氧与铝(阳极)反应，生成氧化铝膜，2Al3++3O22—Al2O3+热量。

＋－产生氧气形成Al2O3 释放氢气H2↑并产生热量阳极阴极电解液图1 铝阳极氧化示意图在不同的处理条件下，阳极上可能发生如下几种情况：a 阳极上的生成物是可溶的，即边生成边溶解，这可理解为不能在阳极上生成氧化膜。

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。

第21卷第4期晋　中　师　范　高　等　专　科　学　校　学　报V ol.21　N o.4 2004年12月Journal　of　Jinzhong　T eachers　C ollege Dec.　2004铝和铝合金的阳极氧化温建辉(晋中学院,山西晋中　030600)摘　要:论述了铝和铝合金的阳极氧化原理,并介绍了铝和铝合金的阳极氧化方法。

关键词:铝;铝合金;阳极氧化中图分类号:O614.3+1　文献标识码:B　文章编号:1009-7058(2004)04-0334-02 铝在空气中能形成一层均匀而致密的氧化物保护膜,使内部金属在一般情况下免遭腐蚀。

但这种自然形成的氧化膜厚度仅0.02—1μm,保护能力不强。

另外,为使铝具有较大的机械强度,常在铝中加入少量其他元素,组成合金,但一般铝合金的耐蚀性能不如纯铝,因此常用阳极氧化的方法使其表面形成氧化膜,以达到防腐耐蚀的目的。

本文就铝和铝合金的阳极氧化原理进行阐述,并介绍将铝。

一、金属的阳极氧化原理金属的钝化可以用两种方法进行。

一是使用强氧化剂如浓H NO3、浓H2S O4、K2Cr2O7溶液或K M2 nO4溶液等,在金属表面形成致密的氧化物保护膜,紧密完整地附着在金属表面,使金属完全与外界腐蚀介质隔绝,从而有效地抗御腐蚀,这种钝化称为化学钝化。

例如,铁片在稀H NO3中极易溶解,同时有NO生成;而在浓H NO3中泡过后,再放到稀H NO3中就不溶解,因为它处于钝态了,钝化后的铁不能将铜盐中的铜置换出来。

另一种方法是金属的阳极氧化,即在电解槽中以一定的电解质溶液为电解液,将直流电源的正极接到金属上使之成为阳极,负极接到另一参比电极上作为阴极,控制适当的电极电势进行电解,这时在金属阳极上形成一层可控厚度的氧化膜,从而增加金属的抗腐蚀性,称为电化学钝化,也称为金属的阳极保护。

[1]一般情况下,金属作为阳极时金属本身发生溶解,金属愈活泼,电极电势愈大(负值),金属溶解速度愈快。

表面工程学结课报告课程名称：表面工程学结课题目：铝合金的阳极氧化学院：材料科学与工程学院专业：材料科学与工程专业年级：学生：学号：日期： 2014-2015第二学期目录摘要 (1)1引言 02铝及铝合金的主要特征 (1)3铝合金表面处理概论 (1)3.1铝合金表面处理的目的 (1)3.2铝合金表面处理的方法 (1)3.2.1表面机械处理 (1)3.2.2表面化学处理 (1)3.2.3表面电化学处理 (2)3.2.4喷涂高聚物 (2)4铝的表面处理方法与工艺流程 (3)4.1阳极氧化 (3)4.2铝材的化学预处理 (3)4.2.1脱脂 (3)4.2.2化学抛光 (3)4.2.3碱浸蚀 (4)4.3阳极氧化工艺 (4)5结语 (4)参考文献 (4)铝合金的阳极氧化摘要:铝是有色金属中产量最多、运用最广的金属材料，具有优良的综合性能，但是在其表面的防护性、装饰性和功能性方面仍与国际先进水平有较大的差距。

为了提高铝及铝合金材料的综合性能，延长使用寿命，铝的表面处理作为一项技术措施已经成为不可缺少的环节。

关键词:铝及铝合金；表面处理；阳极氧化1引言铝及铝合金是除钢铁以外的用量最多的第二大类金属材料，其产量占有色合金的首位，地壳中的蕴藏量也占首位。

铝及铝合金之所以能获得长足的发展和广泛应用，除了资源丰富、制取容易、成本低廉外，更主要的是它们具有一系列可贵的优点：密度小、比强度高；导电、导热性能好；抗腐蚀性好；加工性能好，强韧性好。

与钢铁材料相比，铝的主要优点是质轻和耐腐蚀性。

但是铝材的缺点也是很明显的。

它的主要缺点是硬度低，耐磨性差，且由于铝的电极电位很负，与其他金属接触时，通常作为阳极易发生严重的电化学腐蚀，另外铝的线膨胀系数大而弹性模量小。

为了改善铝的性能就需要对铝进行表面处理，以达到扩大铝的应用围和延长使用时间的目的。

2铝及铝合金的主要特征铝为面心立方结构金属，具有良好的良好的综合性能。

密度小，比强度高。

作者简介：陈庆龙（1985-），男，硕士，工程师，主要研究方向为金属电沉积、金属腐蚀加工。

收稿日期：2023-04-14铝及铝合金硬质阳极化原理介绍及常见问题分析陈庆龙1，余辉2（1.中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，南京2011106；2.航空工业洪都航空集团，南昌330096）摘要：本文详细介绍了硬质阳极化膜的生成过程、膜层的生长原理。

综述了硬质阳极化生产过程中常见的故障，分析了膜层厚度不够、烧蚀、腐蚀斑、返修后光洁度下降、复合镀种漏膜等产生的原因，并提出了预防及改善措施。

关键词：铝合金；硬质阳极化；故障分析；预措施中图分类号：TG146.21，TG178.2文献标识码：A文章编号：1005-4898（2023）05-0064-04doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2023.05.130前言硬质阳极化是一种历史悠久的常见的表面处理方法。

作为一种特殊的阳极化方法，硬质阳极化主要用于提高铝合金的防腐能力和耐磨性，它既适用于一般的铝合金，也可能用于压铸造合金零件产品。

铝合金具有密度小的特点，但表面硬度及耐磨性不够，硬质阳极化正好能够弥补铝合金这一缺陷，它能够有效提高铝合金产品的表面硬度以及耐磨性。

硬质阳极化溶液配方一般以硫酸溶液为基础溶液，同时添加一些其他的辅助药品，如草酸、氨基磺酸等改性成份。

一般情况下，通过控制阳极化温度、硫酸浓度或氧化时间来控制硬质阳极化膜层厚度。

对于硅含量大于8%或铜含量大于5%的变形铝合金产品以及高硅的压铸造铝合金产品，还可以考虑增加一些阳极化的特殊措施[1]。

1硬质阳极化氧化膜的原理介绍1.1硬质阳极化氧化膜的电化学反应一般认为，硬质阳极化膜的生成是两种不同的反应同时进行的结果。

一种反应是电化学反应。

在电解溶液中通电的瞬间，铝合金的表面上立即生成一层A12O 3阻挡膜。

随着阳极化的不断进行，带负电的阴离子迁移到阳极表面失去电子而放电，而金属铝失去3个电子成为A13+，因而两者相结合生成氧化物，同时放出大量的热量，其化学反应式如下：2OH -一2e -→H 2O+O 2-2Al 3++3O 2-→Al 2O 3+Q （1424J/mol ）6OH -+2Al 3+→3H 2O +Al 2O 3+Q另一种是化学反应，即电解液对金属铝和氧化膜都具有溶解作用，且热量越大溶解速度越大。

铝及铝合金阳极氧化法综述近十年来，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。

在选择好铝及铝合金材料后，自然就要考虑到选取合适的阳极氧化工艺。

目前，我国广泛应用的硫酸氧化法、草酸氧化法及铬酸氧化法，均在手册、书刊上有过详细的介绍，不必赘述。

本文谨就目前在国内正在发展中的一些新工艺，以及国外的一些方法，作扼要的介绍。

、国内已发展的新工艺（一）草酸-甲酸混合液交流快速氧化采用草酸- 甲酸混合液，是因为考虑到甲酸是一种强氧化剂，在这样的槽液中，甲酸起到对氧化膜内层（阻挡层和障壁层）加速溶解，从而使成为多孔层（即氧化膜外层）的作用。

这种槽液的导电率可以得到提高（即可提高电流密度），使氧化膜能快速生成。

与纯草酸氧化法相比，这种溶液能使生产率提高37.5%，减少电耗量（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%，三相交流44士2伏，电流密度2〜2.5A/d 叭温度30± 2°C。

铝及铝合金铬酸阳极氧化铝及其合金应用铬酸阳极化工艺所获得的氧化膜随基材成分的差异，溶液配方的不同，呈现出不透明的灰白色至深灰色，色泽自然，外观与塑料制品相似，兼有瓷质感，有一定的装饰性能。

此工艺对铝及其合金的溶解度极小，适于有精度和粗糙度要求的工件选用，对于不适宜采用硫酸法阳极氧化工艺的铆接件、点焊件、压铸件和浇铸件都可用铬酸电解液进行阳极氧化处理，且这类工件缝隙中滞留的少量铬酸溶液对基材也不会产生有害的影响。

本工艺所获得的氧化膜层耐磨性较差，膜层很薄，只有3～5μm。

选用前先要了解工件的使用环境。

对加工后的成品要妥善包装，以防在运输过程中互相摩擦而损伤膜层表面。

646．根据精度要求选择工艺配方铬酸阳极氧化的工艺配方比较简单，溶液组成只有铬酸一种，但随着阳极化件的精度和表面粗糙度的不同要求，选用的工艺配方和工艺条件也稍有区别，在此仅举两种配方。

(1)用于高精度和有粗糙度要求的制件铬酐 30～40g／LJA 0．4～O．6A／dm2T 38～42℃t 50min电压 0～45V电压调节方法见图l0-3。

(2)用于一般钣余制件电压调节方法见图l0—4。

647．工艺条件变化对氧化膜质量的影响(1)电流密度。

由于阳极化处理过程中电流是受电压支配的，蝴要严格控制每一周期中的电压，以避免因此而引起工件受到侵蚀。

蝴个阳极化过程中电流密度如基本能控制在各自的工艺范围之内的话钥则都能获得理想的膜层质量，若电流密度过小，难以形成氧化膜；嘲流密度过大，所获得的氧化膜色暗并出现粉末。

(2)阳极氧化时间。

阳极氧化时间过短所获得的氧化膜发白并较薄；阳极氧化时间过长所获的氧化膜会出现疏松并发暗。

(3)电压要根据不同配方中各自电压调节图所示次序按阶梯式遣增。

稍有疏忽即有可能因初始电压过高造成工件烧毁。

(4)电解液温度的影响。

温度过高时氧化膜呈暗灰并有灰霜；温度太低时不易形成氧化膜。

648．严防电流突然上升击穿工件由于铬酸阳极化工艺要求的电压较高，阳极化过程中如发现电流突然上升，则说明此时某一工件表面生成的氧化膜已被电流击穿，应立即关闭电源，提出工件检查，检查时要严防未击穿件与夹具之间的位置受到变动，要将已被击穿的工件卸下来，视其击穿部位和击穿程I度，决定是否回用，对能回用的工件可退除膜层后重新氧化。

铝及铝合金阳极氧化着色工艺流程介绍1. 简介铝及铝合金阳极氧化着色是一种常用的表面处理技术，可以改善铝材和铝合金的耐腐蚀性能、提高外观质量，并增加材料的装饰效果。

本文将介绍铝及铝合金阳极氧化着色的工艺流程。

2. 工艺流程铝及铝合金阳极氧化着色的工艺流程主要包括以下步骤：2.1 表面预处理在进行阳极氧化着色之前，首先需要对铝材和铝合金表面进行预处理，以去除表面的油污、氧化层和其他杂质。

常用的表面预处理方法包括机械抛光和碱洗处理。

2.2 阳极氧化阳极氧化是指将铝材或铝合金放置于强酸性或碱性电解液中，通过外加电流的作用，在材料表面生成一层致密的氧化膜。

氧化膜的厚度可以通过控制电解液的成分、温度和电流密度等参数来调节。

2.3 非染色阳极氧化非染色阳极氧化是指在完成阳极氧化后，直接在氧化膜表面密封处理，但不进行染色。

通过非染色阳极氧化可以增加氧化膜的硬度和耐蚀性，但不能改变铝材的颜色。

2.4 染色处理染色是在阳极氧化完成后，将铝材或铝合金放置在染色液中，使氧化膜表面被染上不同的颜色。

常用的染色方法包括有色金属离子染色、有机染料染色和电解着色等。

2.5 密封处理密封处理是指将经过染色的铝材或铝合金放置在浸染剂中，使氧化膜表面的微孔闭合，增加密封层的厚度和硬度。

常用的密封剂包括热浸密封剂和冷浸密封剂。

2.6 脱膜处理脱膜处理是在染色和密封处理完成后，用酸或碱溶液对铝材表面进行处理，去除多余的染色剂和密封剂，以及阳极氧化过程中生成的残余物质。

3. 应用领域铝及铝合金阳极氧化着色工艺广泛应用于以下领域：3.1 建筑业在建筑业中，阳极氧化着色的铝材常用于制作窗框、门框、幕墙和天花板等装饰材料。

不同的着色效果可以满足建筑师和设计师对于外观质量和装饰效果的需求。

3.2 汽车制造业在汽车制造业中，阳极氧化着色的铝合金常用于制作车身外壳、车轮和其他可见部分。

着色的铝合金具有轻质、高强度和抗腐蚀性能，同时也能增加汽车的外观美观度。

铝合金和铝的阳极氧化作用及工艺介绍概述金属转化膜是指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反应后，在金属表面生成的膜层。

转化膜同金属上别时覆盖层不同，它的生成必须有基体金属的直接参与，且自身转化为成膜产物，因此，膜层与基体具有很好的结合力。

通过化学作用在金属表面形成转化膜的过程称为化学转化；通过电化学作用形成氧化物膜的过程称为电化学转化，也叫阳极氧化。

铝及铝合金在大气中会与氧生成氧化膜，由于这种自然氧化膜极薄，耐蚀能力很低，故远不能满足工业上应用的需要。

为了提高铝及铝合金的防护性、装饰性和其他功能性，大多数情况下可以采取阳极氧化处理。

铝及铝合金阳极氧化液有酸性液、碱性液和非水液等三大类。

通常采用酸性液。

它可分为硫酸、铬酸、磷酸等无机酸体系，草酸、氨磺酸、丙二酸、磺基水杨酸等有机酸体系，以及无机酸加有机酸的混合酸体系。

溶液对铝的溶解能力应适当，盐酸的腐蚀性太强，不能用于铝阳极氧化；硼酸和硼酸铵的溶解能力太弱，除特殊应用外，一般情况也不适宜。

工业生产中主要采用硫酸法、铬酸法、草酸法和混合酸法，其中硫酸法应用最为广泛。

1．硫酸阳极氧化膜铝及铝镁合金在硫酸液中取得的阳极氧化膜无色透明，含锰或硅的铝合金的氧化膜则为浅灰色或棕灰色。

纯铝的膜层厚度可达40μm，一般防护—装饰性氧化膜厚为5～20 μm。

硫酸氧化膜多孔，吸附能力较强，孔隙率为10～15％，膜层适合染色或电解着色，用于装饰或作识别标记。

为提高膜的防护性能应进行封闭处理，在使用条件恶劣或耐蚀性要求较高时，还需要补充涂漆。

漆膜与氧化膜具有良好的结合力。

硫酸阳极氧化适用于几乎所有的铝及铝合金，包括含铜量大于4％的铝合金。

氧化处理后的零件尺寸有所增大，会影响配合精度，表面粗糙度亦会相应增加。

此外，硫酸氧化膜较脆，基体变形后膜表面会出现裂纹，尤其是膜的硬度较高时，脆性增大，且使疲劳强度降低。

硫酸阳板氧化不适合用于搭接、铆接、点焊及有缝隙的零组件；较疏松的铸件也不宜采用硫酸法。

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 现代表面工程综合实验学院名称：材料科学与工程学院专业班级：金属1002姓名：陈浩学号： 31007020392013年1月8日铝合金的阳极氧化摘要：介绍了铝和铝合金的阳极氧化方法，并论述了铝和铝合金的阳极氧化原理。

铝合金阳极氧化技术能够提高基体表面的耐蚀性、耐磨性及硬度等，不同酸性工艺条件下能够得到不同性能的阳极氧化膜以及氧化膜厚度检测方法。

关键词：铝片；膜厚；阳极氧化；氧化膜；耐腐蚀性1.前言铝在空气中能形成一层均匀而致密的氧化物保护膜，使内部金属在一般情况下免遭腐蚀。

但这种自然形成的氧化膜厚度仅0.02—1um，保护能力不强。

另外，为使铝具有较大的机械强度，常在铝中加入少量其他元素，组成合金，但一般铝合金的耐蚀性能不如纯铝，因此常用阳极氧化的方法使其表面形成氧化膜，以达到防腐耐蚀的目的。

本文就铝和铝合金的阳极氧化原理进行阐述，并介绍将铝和铝合金的阳极氧化方法。

2.电极反应原理铝及铝合金的阳极氧化，是将铝及铝合金工件经过表面除油、抛光等预处理后，作为电解池的阳极材料，石墨或铜棒作为阴极材料，一定浓度的稀硫酸（或磷酸、铬酸、草酸）溶液作为电解液，通电后适当控制电流和电压条件，使阳极电位维持在钝化区间进行阳极氧化处理，可以获得非晶态结构的氧化膜。

电极反应如下：阳极： 4 OH-（aq）-4 e-= 2H20 + O2（g） 4 Al +3 O2（g）= 2Al203阳极的总反应可表示为2 Al+6 0H -（aq）- 6 e-= Al203 + 3 H20阴极：2 H +（aq）+ 2 e- = H2（g）在阳极氧化过程中，氧化膜的生成是两种不同的化学反应竞争的结果：一种是Al203不断形成的反应，另一种是Al203被电解液不断溶解的反应。

当生成速率大于溶解速率时，氧化膜就能形成并保持一定的厚度。

Al203氧化膜是离子导体，它的生长速度遵守法拉第定律。

铝阳极氧化与染色技术无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程度地存在着污垢和缺陷，如灰尘、金属氧化物（天然的或高温下形成的氧化铝薄膜）、残留油污、沥青标志、人工搬运手印（主要成分是脂肪酸和含氮的化合物）、焊接熔剂以及腐蚀盐类、金属毛刺、轻微的划擦伤等。

因此在氧化处理之前，用化学和物理的方法对制品表面进行必要的清洗，使其裸露纯净的金属基体，以利氧化着色顺利进行，从而获得与基体结合牢固、色泽和厚度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐磨、耐侯等良好性能的人工膜。

（一）脱脂铝及铝合金表面脱脂有有机溶剂脱脂、表面活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂。

几种脱脂方法及主要工艺列于表-1。

在这些方法中，以碱性溶液特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。

表-1 脱脂及主要工艺脱脂方法溶液组成用量g/L温度/度时间min后处理备注有机溶剂汽油、四氯化碳、三氯乙烯等适量常温或蒸汽适当- 无浸蚀表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80适当. 水清洗无浸蚀碱性溶液NaOH 50-200 40-80 0.5-3水洗后用100-500g/L硝酸溶液中和及除挂灰脱脂兼腐蚀除去自然氧化，硝酸可用稀硫酸+铬酸代替十二水磷酸钠NaOH硅酸钠40-608-1225-3060-70 3-5 水清洗NaOH可用40-50g/L碳酸钠代替，总碱度按NaOH计算为1.6%-2.5% 多聚磷酸钠碳酸钠磷酸钠一水硼酸钠葡萄糖酸液体润湿剂15.64.84.84.80.3ml0.1ml60 12-15 水清洗使用前搅拌4个小时十二水磷酸钠硅酸钠液体肥皂50-7025-353-575-85 3-5 水清洗-碳酸钠磷酸钠25-4025-4075-85 适当水清洗-有机溶剂是利用油脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂，常用的溶剂有汽油、煤油、乙醇、乙酸异戊脂、丙酮、四氯化碳、三氯乙烯等。

有机溶剂仅用于小批量小型的或极污秽的制品脱脂处理。

表面活性剂是一些在很低的浓度下，能显著降低液体表面张力的物质。

铝合金基材硬度和阳极氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、建筑等领域的重要材料。

在实际应用中，铝合金的硬度对其性能和使用寿命具有重要影响。

为了提高铝合金的硬度和耐磨性，一种常用的方法是进行阳极氧化处理。

阳极氧化是一种通过在铝表面形成氧化层来增加其硬度和改善其耐蚀性的表面处理技术。

这种氧化层一般由氧化铝所组成，具有较高的硬度和附着力。

通过阳极氧化处理，铝合金的表面可以形成一层坚硬的保护层，从而提高其抗磨损、抗腐蚀和抗氧化性能。

铝合金基材的硬度是影响阳极氧化效果的重要因素之一。

较高的基材硬度可以促进氧化膜的形成，并增加其硬度和厚度。

另外，基材硬度还会影响氧化膜的致密程度和孔隙度，进而影响阳极氧化层的耐蚀性和耐磨性。

然而，铝合金基材的硬度受到多种因素的影响，包括合金成分、热处理工艺、冷变形等。

不同的合金和处理方式会导致不同的硬度值和硬度分布。

因此，在进行阳极氧化处理之前，需要对铝合金基材的硬度进行测试和评估，以选择合适的处理参数和工艺条件。

本文旨在通过对铝合金基材硬度和阳极氧化的研究，探讨其相互关系及对铝合金性能的影响，为铝合金的应用和加工提供科学依据和技术支持。

在下面的章节中，我们将深入讨论铝合金基材硬度的影响因素以及阳极氧化对铝合金基材硬度的影响。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。

在引言部分，我们将提供一个概述来介绍铝合金基材硬度和阳极氧化的背景和重要性。

我们还将介绍文章的结构，向读者阐明本文的主要内容和安排。

最后，我们将阐明本文的目的，即为了研究和分析铝合金基材硬度和阳极氧化之间的关系。

在正文部分，我们将首先探讨铝合金基材硬度的相关知识。

我们将介绍铝合金基材硬度测试方法、硬度的定义和影响硬度的因素。

然后，我们将转向讨论阳极氧化的过程、方法和应用。

我们将探讨阳极氧化对铝合金基材硬度的影响，并讨论可能的机理和原因。