铝阳极氧化与染色技术一、表面预处理无论采用何种方法加工的铝材及制品，表面上都会不同程滾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、沥膏标志、人匸搬运手印（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耍的沽洗，使其裸踞纯挣的金属基 体，以利氣化着色顺利进行，从而秋得与基体结合牢固、色泽和邸度都满足要求且具有最佳耐蚀、耐桝、耐侯等良好性能的人 工膜一）脱脂铝及铝合金表训脱脂有冇机溶剂脱脂、表Wi活性剂脱脂、碱性溶液脱脂、酸性溶液脱脂、电解脱脂、乳化脱脂儿种脱脂 方法及主耍工艺列于表T o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冇效表-1脱脂及主耍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、三氯适虽常温或蒸适当无浸蚀乙烯等汽表面活性剂肥皂、合成洗涤剂适量常温-80适当.水淸洗无浸蚀碱性溶液NaOH50-20040-800. 5-3水洗后用脱脂於腐蚀除左自然氣化，100-500g/L fill酸溶硝酸可用稀硫酸+絡酸代替液中和及除挂灰十二水磷酸钠40-6060-703-5水淸洗NaOH可用40-50g/L碳酸钠代替，总碱度按NaOH计算NaOH8-12为 1.6%-2. 5%硅酸钠25-30多聚僻酸钠15.66012-15水清洗使用前搅样4个小时碳酸钠4.8磷酸钠4.8一水硼酸钠4.8葡萄糖酸0. 3m 1液体润湿剂0. 1ml 十二水磷酸钠50-7075-853-5水消洗硅酸钠25-35液体肥皂3-5碳酸钠25-4075-85适当水清洗磷酸钠25-40磷酸钠2045-653-5水清洗碳酸钠10NaOH6强碱阻化除油剂40-60705水清洗除油不净可延长处理时间酸性溶液硫酸50-30060-801-3水消洗硝酸162-354常温3-5水淸洗松化处理璘酸3050-605-6水淸洗硫酸7表而活性剂5瑚酸(85%)100%常温5-10水淸洗溶液组成以体积记丁醇40%异丙酚30%水20%电解溶液阳极氧化用电解质常温适当交流电或阴极电流电解NaOH100-200常温0. 5-3水淸洗后中和铝制品为阴极，电流密度为4-8A/dm2乳化溶液石蜡8.0%常温适当水清洗溶液组成以体积记三乙僧胺0. 25% 油酸松油水0. 5%2.25%89%有机溶剂是利用汕脂易溶于有机溶剂的特点进行脱脂•常用的溶剂有汽汕、煤汕、乙醇、乙酸异戊脂、丙删、四氯化碳、 三氯乙烯等。
有机溶剂仅用于小批竄小型的或极污秽的制品脱脂处理表面活性剂是…些在很低的浓度卜能显若降低液体表 面张力的物质常用丁脱脂的表面活性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯碱酸钠等碱性脱脂溶液的配方 非常多，传统匸艺采用磷酸钠、氢氧化钠和硅酸钠，其中磷酸钠和硅酸钠有缓蚀、润湿、稳定作用，溶液加热和搅拌有助丁获 得最好的脱脂效果汕脂在酸的存在卜•也能进行水解反应牛成甘汕和相应的岛级脂肪酸电解脱脂对用阳极电流、阴极电流或 交流电在碱性溶液中阴极电流脱脂，阳极最好为镀银钢板其在铝及铝介金表面处理中不常用乳化脱脂所用的溶液为厲不 溶解的水与有机溶剂组成的两相或多柑溶液，并添加有降低表面张力及对各相均有亲和力的去污剂二）碱蚀剂碱蚀剂是铝制品在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程,通常也称为碱腐蚀或碱洗其作用是作 为制品经某吐脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步淸理表面附着的汕污赃物；淸除制品表面的口然氣化膜及轻微的划擦伤 从而使制品爾出纯净的金属基体，利于阳极膜的牛成并获得较高质帘的膜层此外.通过改变溶液的组成、温度、处理时间及 其他操作条件，可得到平滑或缎面无光或光泽等不同状态的蚀洗表面。
蚀洗溶液的基本组成是氢氧化钠，另外还添加调节剂（NaF、 硝酸钠），结垢抑制剂、（葡萄糖酸盐、庚酸盐、酒石酸盐、阿拉伯胶、糊精等）、多价螯合剂（多磷酸盐）、去污剂碱洗 溶液组成往往依铝制品的用途来确定几种碱洗方法列于表-2表2碱蚀洗溶液组成及工艺溶液组成用做温度/度时间min备注NaOH3.5-950-703-10腐蚀虽IO-55g/in2.铝离子含B>30-80g/LNaOH4. 5-5. 55518-10腐蚀量20呃铝含量5-25g/L葡萄糖酸钠或柠矇酸钠0. 15NaOH555-701-10通常淸洗用庚酸钠0. 1润湿剂0.2NaOH1055-70110表面无光浸蚀NaF2多聚磷酸钠0.2润湿剂0.2NaOH555-601-10表面平滑清洗 硝酸钠4庾酸钠0. 1NaOH3-7.5常温适当加入氟化钠获光泽白色表面磷酸钠5-10（三）中和和水清洗铝制品蚀洗后表面附着的灰色或黑色挂灰在冷的或热的清水洗中都不溶解，但却能溶于酸性溶液中,所以经热碱溶液蚀洗 的制品都得进行旨在除公挂灰和残聃碱液，以錨出光亮基木金属表面的酸浸淸洗，这种过程称为中和、光泽或出光处理其工 艺过程是制品在300-400g/L （1420kg/立方来）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而冇差异，般浸洗时间3-5分钟。
含硅或镒的铝合金制品上的挂灰，可用硝酸和氢氟酸体积比为3:1的混合液,于室温下处理5-15秒中和处理还 可以在含硝酸300-400g/L■和氣化钻5-15g/L的溶液或氣化钻100“L加硫酸（1840kg/立方米）10ml/L溶液中于室温下进行各 道工序间的水清洗，目的在于彻底除去制品表面的残留液和可溶于水的反应产物,使下道工序槽液免遭污染,确保处理效率和 质显淸洗大多采用一次冷水淸洗但碱蚀后的制品普培采用热水紧接着是冷水的二重淸洗热水的温度为40-60度中和处 理后的制品经水清洗就可以进行氧化处理,所以这道清洗应特别认真.以防止清洁的表面受污染否则前几道工序的有效处理 可能会因最后的淸洗不当而前功尽弃经中和、水淸洗后的制品应与上进行氣化处理在空气中停聃的时间不宜过长，如停聃 30-40分钟，制品就需要重新蚀洗和中和二、阳极化处理铝制品表面的自然氧化铝既软乂薄，耐蚀性差，不能成为有效防护层更不适合着色人工制氧化膜主要是应用化学氧化和 阳极氧化化学氧化就是铝制品在弱碱性或弱酸性溶液中，部分基体金属发生反应.便其表面的自然氧化膜增厚或产朱其他- 些钝化膜的处理过程•常用的化学氣化膜有骼酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性乂好，町进行着色和封孔处理，表3介绍了铝制 品化学氧化工艺。
化学氧化膜与阳极氧化膜相比，膜薄得多，抗蚀性和硬度比较低，而且不易着色，着色后的耐光性差，所以 金属铝着色与配色仅介绍阳极化处理表-3铝制品化学氧化工艺序号溶液组成用量g/L温度/度时间min应用范围、膜色备注1碳酸钠4585-10010-20纯铝、Al—Mg. Al—Mn合金、灰色膜层较疏松帑酸钠14氢氣化钠22礙酸55室温10-15各种铝合金、浅绿色膜层较1的好骼if15氟化钠3硼酸I3重锯酸钠3. 5~4室温2-3各种铝合金、深黄或棕色溶液pH=l. 5 氟化钠3-3.50.8膜层较1的好4碳酸钠3290-1003-5纯铝及含Mg、Mn和Si的合金、也可可做油漆底层用于含Cu屋少的合金、灰色俗酸钠155碳酸钠4790-10010-15纯铝、Al—Mn （淡透明银色）、空隙少,不能很好的着X1 —Mg—Si硬状态、硬的A1 一S i和色，不宜做汕漆底层锯酸钠14Al—Mg合金.鲜明金属色硅酸钠0. 06-16锯酸钠0. 170-8020-50各种铝合金、灰色有斑点膜层似搪瓷氢氧化肢29.67碳酸钠20.490-10010-18各种铝合金、灰色可在酸溶液中发白重珞酸钾5（一）阳极氧化处理的i般概念1、 阳极氧化膜生成的-般原理以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中,利用巾解作用,使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧 化处理。
贞装置中阴极为在电解溶液中化学稳定性高的材料，如铅、不锈钢、铝等铝阳极氧化的原理实质上就址水电解的原 理当电流通过时，在阴极上，放岀氢气；在阳极上，析出的氧不仅巫分子态的氧，还包括原子氧（0）和离子氧，通常在反应 中以分子氧表示作为阳极的铝被上析出的氧所氧化，形成无水的氧化铝膜，生成的氧并不是全部与铝作用，一部分以气态 的形式析出2、 阳极氧化电解溶液的选择阳极氧化膜牛•长的一个先决条件巫，电解液对氧化丿贬应右溶解作用偵这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化 都能牛•成氧化膜或生成的氧化膜性质相同适用于阳极氧化处理的酸性电解液见表-4表-4氧化处理的酸性电解液酸类电离常数彤成电! 1；.贰膜颜色硫酸2X10-2 （第二次电离的H+）12-20透明、无色锯酸30-40不透明、带白色磺基水杨酸40-70透明带灰色氨基磺酸30-40带灰色1. 1X10-2 （第一次）30-40透明带白色7.5X10-8 （第二次） 4.8X10-13 （第三次）焦磷酸1.4X10-1 （第一次）70-100带白色1. 1X10-2 （笫二次）2.9X10-7 （第三次）3.6X10-4 （第典次）磷钳酸100以上阴。