1、陽(yáng)極氧化染色原理隨著人們生活水平的提高，對(duì)家居裝飾的要求也越來(lái)越高，不僅要求有良好的性能，同時(shí)又要有亮麗的色彩。粉末噴涂方興未艾，既有良好的性能，又有讓人們滿意的色彩。但是，厚厚的粉末遮住了金屬應(yīng)有的光澤而略顯遺憾。陽(yáng)極氧化染料正好彌補(bǔ)了這點(diǎn)遺憾，既保持了金屬光澤又有極其艷麗的色彩，不僅可以用在家用電器、汽車、銘牌標(biāo)識(shí)等，也是家居裝飾的不錯(cuò)選擇。本文主要針對(duì)硫酸陽(yáng)極氧化染色，是作者在工作積累的一些經(jīng)驗(yàn)，與大家一同探討。1 氧化染色原理眾所周知，陽(yáng)極氧化膜是由大量垂直于金屬表面的六邊形晶胞組成，每個(gè)晶胞中心有一個(gè)膜孔，并具有極強(qiáng)的吸附力，當(dāng)氧化過(guò)的鋁制品浸入染料溶液中，染料分子通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)入氧

2、化膜的膜孔中，同時(shí)與氧化膜形成難以分離的共價(jià)鍵和離子鍵。這種鍵結(jié)合是可逆的，在一定條件下會(huì)發(fā)生解吸附作用。因此，染色之后，必須經(jīng)過(guò)封孔處理，將染料固定在膜孔中，同進(jìn)增加氧化膜的耐蝕、耐磨等性能。2 陽(yáng)極氧化工藝對(duì)染色的影響在氧化染色整個(gè)流程中，因?yàn)檠趸に囋蛟斐扇旧涣际潜容^普遍的。氧化膜的膜厚和孔隙均勻一致是染色時(shí)獲得均勻一致顏色的前提和基礎(chǔ)，為獲得均勻一致的氧化膜，保證足夠的循環(huán)量，冷卻量，保證良好的導(dǎo)電性是舉足輕重的，此外就是氧化工藝的穩(wěn)定性。硫酸濃度，控制在180200g/l。稍高的硫酸濃度可促進(jìn)氧化膜的溶解反應(yīng)加快，利于孔隙的擴(kuò)張，更易于染色；鋁離子濃度，控制在515g/l。鋁離子

3、小于5g/l,生成的氧化膜吸附能力降低，影響上色速度，鋁離子大于15g/l時(shí)，氧化膜的均勻性受到影響，容易出現(xiàn)不規(guī)則的膜層。氧化溫度，控制在20°C左右，氧化槽液的溫度對(duì)染色的影響非常顯著，過(guò)低的溫度致使氧化膜的膜孔致密，染色速度顯著減緩；溫度過(guò)高，氧化膜蔬松，容易粉化，不利于染色的控制，氧化槽的溫差變化應(yīng)在2C以內(nèi)為宜。電流密度，控制在120180a/m2o電流密度過(guò)大，在膜厚一定的情況下，就要相應(yīng)地縮短鋁制品在槽中的電解時(shí)間，這樣，氧化膜在溶液中的溶解減少，膜孔致密，染色時(shí)間加長(zhǎng)。同時(shí)膜層容易粉化。膜厚，染色要求氧化膜厚度一般在10µm以上沖溶液。膜厚過(guò)低，染

4、色容易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，同時(shí)在要求染深色顏色（如黑色）時(shí)，因?yàn)槟ず癫粔?，?dǎo)致染料的沉積量有限，無(wú)法達(dá)到要求的顏色深度?？偠灾?yáng)極氧化作為染色的前工序，是染色的基礎(chǔ)。陽(yáng)極氧化的問(wèn)題在染色之前，我們很難看到或者根本無(wú)法看到，一旦染上色之后，我們會(huì)清晰地看到諸如顏色不均勻的現(xiàn)象。而此時(shí)，生產(chǎn)工作者往往會(huì)把問(wèn)題的原因歸于染色的不正常，而忽略在氧化工藝上尋找原因。我在剛接觸氧化染色時(shí)就常犯這些錯(cuò)誤。3 染色31染色前的水洗陽(yáng)極氧化之后，氧化膜的膜孔中殘留有硫酸溶液，因此，染色之前必須將鋁制品徹底清洗干凈。避免給染色槽帶人雜質(zhì)離子，尤其是磷酸根離子、氟離子等，在染色槽之前設(shè)立純水清洗，并且要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)

5、控是十分必要的。32染色槽的配制在染色所用的染料中，大多數(shù)是有機(jī)染料，有機(jī)染料容易發(fā)霉。為有效地防止槽液發(fā)霉，配制槽液前，可以用漂白粉，苯酚一類的藥物將槽體消毒。配制槽液時(shí)，加人防霉劑可以有效地延長(zhǎng)染色液的使用時(shí)間。槽液配好之后要存放數(shù)小時(shí)，才能投入使用，為保證ph值穩(wěn)定，可以加入醋酸醋酸鈉緩陽(yáng)極氧化膜由兩層組成，多孔的厚的外層是在具有介電性質(zhì)的致密的內(nèi)層上上成長(zhǎng)起來(lái)的，后者稱為阻擋層(也稱活性層)。用電子顯微鏡觀察研究，膜層的縱橫面幾乎全都呈現(xiàn)與金屬表面垂直的管狀孔，它們貫穿膜外層直至氧化膜與金屬界面的阻擋層。以各孔隙為主軸周圍是致密的氧化鋁構(gòu)成一個(gè)蜂窩六棱體，稱為晶胞，整個(gè)膜層是又無(wú)數(shù)個(gè)這

6、樣的晶胞組成。阻擋層是又無(wú)水的氧化鋁所組成，薄而致密，具有高的硬度和阻止電流通過(guò)的作用。阻擋層厚約0.03-0.05um,為總膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外層主要是又非晶型的氧化鋁及小量的水合氧化鋁所組成，此外還含有電解液的陽(yáng)離子。當(dāng)電解液為硫酸時(shí)，膜層中硫酸鹽含量在正常情況下為13%-17%。氧化膜的大部分優(yōu)良特性都是由多孔外層的厚度及孔隙率所覺(jué)決定的，它們都與陽(yáng)極氧化條件密切相關(guān)鋁合金陽(yáng)極氧化常見(jiàn)故障及分析(1)鋁合金制品經(jīng)硫酸陽(yáng)極氧化處理后，發(fā)生局部無(wú)氧化摸，呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的黑斑或條紋，氧化膜有鼓瘤或孔穴現(xiàn)象。此類故障雖不多見(jiàn)但也有發(fā)生。上述故障原因，一般與鋁和鋁合金的成分、組織

7、及相的均勻性等有關(guān)，或者與電解液中所溶解的某些金屬離子或懸浮雜質(zhì)等有關(guān)。鋁和鋁合金的化學(xué)成分、組織和金屬相的均勻性會(huì)影響氧化膜的生成和性能。純鋁或鋁鎂合金的氧化膜容易生成，膜的質(zhì)量也較佳。而鋁硅合金或含銅量較高的鋁合金，氧化膜則較難生成，且生成的膜發(fā)暗、發(fā)灰，光澤性不好。如果表面產(chǎn)生金屬相的不均勻、組織偏析、微雜質(zhì)偏析或者熱處理不當(dāng)所造成各部分組織不均勻等，則易產(chǎn)生選擇性氧化或選擇性溶解。若鋁合金中局部硅含量偏析，則往往造成局部無(wú)氧化膜或呈黑斑點(diǎn)條紋或局部選擇性溶解產(chǎn)生空穴等。另外，如果電解液中有懸浮雜質(zhì)、塵?；蜚~鐵等金屬雜質(zhì)離子含量過(guò)高，往往會(huì)使氧化膜出現(xiàn)黑斑點(diǎn)或黑條紋，影響氧化膜的抗蝕防護(hù)性能。(2)同槽處理的陽(yáng)極氧化零件，有的無(wú)氧化膜或膜層輕薄或不完整，有的在夾具和零件接觸處有燒損熔蝕現(xiàn)象。這類故障在流酸陽(yáng)極氧化工藝實(shí)踐中往往較多發(fā)生，嚴(yán)重影響鋁合金陽(yáng)極氧化質(zhì)量。由于鋁氧化膜的絕緣性較好，所以鋁合金制件在陽(yáng)極氧化處理前必須牢固地裝掛在通用或?qū)Ｓ脢A具上，以保證良好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電棒應(yīng)選用銅或銅合金材料并要保證足夠接觸面積。夾具與零件接觸處，既要保證電流自由通過(guò)，又要盡可能減少夾具和零件間的接觸印痕。接觸面積過(guò)小電流密度太大，會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱易燒損零件和夾具。無(wú)氧化膜或膜層不完整等現(xiàn)象，主要是由于夾具和制件接觸不好，導(dǎo)電不良或者是由于夾具上氧化膜層未徹底清除