鋁及其合金的氧化著色介紹

1、鋁及鋁合金氧化與著色工藝與應(yīng)用,鋁及鋁合金氧化的分類,鋁及鋁合金按氧化工藝可分為：化學(xué)氧化、陽極氧化及微弧氧化。化學(xué)氧化，在一定的溫度下，鋁及其合金在在氧化溶液中，表面鋁合金表面的鋁離子與氧化溶液中的氧進行相互作用，形成一層致密的氧化膜?；瘜W(xué)氧化的氧化膜一般在0.5-4微米之間，相對陽極氧化來說，耐磨性差、耐腐蝕性低，不適宜單獨使用，但是氧化表面的微孔結(jié)構(gòu)，能夠增大基體與涂層的結(jié)合力，一般做為噴漆及其他涂層的底層使用。 陽極

2、氧化,鋁及其合金在電解槽中以一定的電解質(zhì)溶液為電解液，將直流電源的正極接到產(chǎn)品上使之成為陽極，負極接到另一參比電極上作為陰極，控制適當?shù)碾姌O電勢進行電解，這時在金屬陽極上形成一層可控厚度的氧化膜，從而增加金屬的抗腐蝕性。陽極氧化又有普通陽極氧化及硬質(zhì)陽極氧化，氧化膜的厚度從5-200微米不等，硬質(zhì)陽極氧化的厚度一般在幾十微米到幾百微米不等。,鋁及鋁合金氧化的分類,微弧氧化，又名微等離子氧化或陽極火花沉積，是一種新型的金屬表面處理

3、技術(shù)。它是將金屬或合金置于電解質(zhì)水溶液中，在強電場的作用下，陽極表面出現(xiàn)微區(qū)弧光放電現(xiàn)象，微弧區(qū)的瞬間高溫?zé)Y(jié)作用導(dǎo)致在金屬或合金表面直接生產(chǎn)氧化物陶瓷層。微弧氧化是在陽極氧化的技術(shù)上發(fā)展起來的，把陽極氧化的電壓由幾十伏提高到幾百伏，電流由小變大的，有直流電到交流電，使樣品表面出現(xiàn)電暈、輝光、微弧放電、火花斑等現(xiàn)象，從而對氧化層進行微等離子體的高溫高壓處理，使非晶結(jié)構(gòu)的氧化層發(fā)生了相和結(jié)構(gòu)上的變化。通過微弧氧化的陶瓷氧化膜，膜厚達50-

4、200微米左右，顯微硬度超過3000HV，絕緣電阻大于100MΩ，與基材的結(jié)合力好，極大的改善了鋁合金的耐磨性、耐腐蝕、抗熱沖擊及絕緣性能。,鋁及鋁合金化學(xué)氧化,鋁及鋁合金的化學(xué)氧化膜層性質(zhì)可分為：鉻酸鹽膜層、氧化物膜層、硫酸-鉻酸鹽膜層、硫酸鹽膜層。以下是幾種不同膜層性能的對比：,化學(xué)氧化膜一般不單獨使用，由于去具有較強的吸附能力，可用做涂層的前處理工藝進行使用，可提高涂層與基材的結(jié)合力。因化學(xué)氧化膜層?。?.5-4微米）通過特殊工

5、藝 可使厚度提高到5微米以上，但是氧化膜出現(xiàn)粉末及白點狀。,鋁及鋁合金化學(xué)氧化,在氧化膜層進行著色的工藝上，一般要求氧化膜達到8微米以上，才能較好的著深色。因此化學(xué)氧化膜普遍較小，用于著色的相對較少。有跟武漢研究所及歐得美技術(shù)員等鋁合金氧化的廠家進行溝通，均表示使用化學(xué)氧化進行的著色工藝，市場使用較少，即使有使用，也一般以淺色調(diào)為主。 目前也有對鋁材進行彩膜轉(zhuǎn)化鈍化及鋁合金化學(xué)發(fā)黑，也是屬于化學(xué)氧化處理，所得氧化膜為彩虹色

6、或是灰色，具有提高鋁及鋁合金的抗腐蝕能力。,鋁及鋁合金陽極氧化,鋁及鋁合金的陽極氧化，具有不同的分類方式：直流型式、電解液、膜層性質(zhì)等方式，按不同電解液可分為：硫酸型、硼酸-硫酸型、草酸型、混合酸型。以下是幾種不同體系膜層的對比：,鋁及鋁合金陽極氧化,鋁合金具有多種金屬的優(yōu)點，在日常生產(chǎn)及生活中，具有廣泛的應(yīng)用。其具有較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，僅次于金、銅、銀，延展性好、塑性高、可進行各種機械加工。 鋁及鋁合金經(jīng)陽極氧化后，鋁表面形

7、成厚度為幾個至幾百個微米的氧化膜，氧化膜的表面形成多孔蜂窩狀的，比鋁合金的自然氧化及化學(xué)氧化具有更好的耐蝕性、耐磨性和裝飾性都有明顯的改善和提高。采用不同的電解液及控制因素，可得到不同蜂窩結(jié)構(gòu)及大小的氧化膜?？捎糜诓煌念I(lǐng)域及功能性材料，例如建材、航空材料、電子產(chǎn)業(yè)及納米材料制備模板等領(lǐng)域。,鋁及鋁合金微弧氧化,鋁合金微弧氧化，是20世紀60年代后產(chǎn)生的一種新的氧化處理工藝，適用于鋁、鎂、鈦及其合金的表面處理，是目前材料表面改性發(fā)展的熱

8、點工藝。利用微弧氧化可以再上述材料表面形成一層性能優(yōu)異的陶瓷氧化層，從而大大的提高了材料的耐蝕性、耐高溫氧化性、耐磨性及絕緣性能。微弧氧化技術(shù)在航天、航空、汽車、電子醫(yī)療、民用等行業(yè)具有良好的應(yīng)用前景。 微弧氧化過程包括電化學(xué)反應(yīng)和等離子體化學(xué)反應(yīng)。在外加電壓未達到臨界擊穿電壓之前, 在陽極金屬上發(fā)生普通的電化學(xué)反應(yīng), 生成一層很薄的非晶態(tài)氧化膜。當外加電壓達到臨界擊穿電壓后, 膜層上最薄弱的部位首先被擊穿, 隨著電壓繼續(xù)增加,

9、 氧化膜表面出現(xiàn)微弧放電現(xiàn)象, 形成等離子體。微弧瞬間溫度極高, 不僅使微弧區(qū)的基體合金發(fā)生熔融, 也使周圍的液體氣化并產(chǎn)生極高的壓力。在高溫高壓作用下, 基體表面原有的氧化膜發(fā)生晶態(tài)轉(zhuǎn)變。同時, 電解液中的氧離子和其他離子也通過放電通道進入到微弧區(qū), 和熔融的基體發(fā)生等離子化學(xué)反應(yīng), 反應(yīng)產(chǎn)物沉積在放電通道的內(nèi)壁上。隨著微弧繼續(xù)在試樣表面其他薄弱部位放電,均勻的氧化膜逐漸形成。,鋁及鋁合金氧化后處理,鋁合金氧化形成具有多孔的結(jié)構(gòu)對后處

10、理具有重要的意義，無論是化學(xué)氧化還是陽極氧化及微弧氧化，氧化膜形成的結(jié)構(gòu)均為多孔性的氧化膜。因為氧化為多孔性，具有強吸附能力，因此在現(xiàn)代工業(yè)中，對氧化膜進行多種的處理方式：無機電解著色、有機染色、噴涂、電泳等工藝，是氧化膜具有更好的外觀及防腐性能。 化學(xué)氧化膜較薄。一本不宜單獨使用。在汽車工業(yè)級一些裝飾材料上，已鋁合金的本色氧化，然后進行噴漆或電泳，可有效的提高漆層與本基的結(jié)合力。由于化學(xué)氧化具有工藝簡單操作方便污染性小，在工業(yè)

11、上已經(jīng)得到較大的推廣。 陽極氧化具有較好的氧化膜，根據(jù)不同的電解液，形成的氧化膜層的性能也不盡相同。目前電子裝飾工業(yè)主要以硫酸型為主，其具有較好的染色性能，已得到廣泛的使用。 微弧氧化形成具有絕緣性的陶瓷氧化層，其膜層性能整體比陽極氧化高，具有更好的腐蝕性能。目前還未進行大規(guī)模的推廣，因此具有陽極氧化及陶瓷性能，相信在未來的工業(yè)中，可以部分替代其產(chǎn)品的應(yīng)用。,鋁及鋁合金氧化封孔處理,鋁合金氧化層具有多孔性，因此在氧化或染