铝及铝合金阳极氧化工艺浅谈

1、引言

   铝为面心立方结构，有较好的导电性和导热性，仅次于Au、Ag、Cu，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。

    铝的化学性质活泼，在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5nm的致密氧化膜，使铝不会进一步氧化并能耐水；但铝的粉末与空气混合则极易燃烧；熔融的铝能与水猛烈反应，高温下能将许多金属氧化物还原为相应的金属；铝是两性的，既易溶于强碱，也能溶于稀酸。铝在大气中具有良好的耐蚀性，但纯铝的强度低，只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。

    铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15％，且能挤压成形，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。因为在铝中加入3％～5％(质量分数)的比铝更轻的金属锂，就可以制造出强度比纯铝高20％～25％，密度仅2.5t/m3的铝锂合金。这种合金用在大型客机上，可使飞机的重量减少5t多，而载客人数不减少。

    将铝及其合金置于适当的电解液中作为阳极进行通电处理，此处理过程称为阳极氧化。经过阳极氧化，铝表面能生成厚度为几个至几百微米的氧化膜。这层氧化膜的表面是多孔蜂窝状的，比起铝合金的天然氧化膜，其耐蚀性、耐磨性和装饰性都有明显的改善和提高。采用不同的电解液和工艺条件，就能得到不同性质的阳极氧化膜。

    早在1896年，Pollak就提出了在硼酸或磷酸溶液中直流电解，可得到“堡垒“型氧化膜的专利。到20年代，这个工艺在工业上用于制造电解电容。

    阳极氧化最初的商业应用是铬酸阳极氧化。G D Bengough和J M Stuart在研究铝上镀铬时，因接错线发现了铝表面生成了阳极氧化膜。当时的电解液的组成是250g/L铬酸，2.5g/L硫酸。后来人们进一步研究发现，这种氧化膜可以被墨水或染料染色，氧化膜厚度为3～5μm，工作电压约50V。这种工艺首先用于飞机制造业，用于油漆的底层，防止裂纹和提高耐蚀性。

1927年，日本的Kujirai和Ueki首先采用草酸电解液阳极氧化，可以得到15mm以上的氧化膜，但工作电压比硫酸阳极氧化高。这种工艺先在日本普及，后来传到德国，逐步被欧洲人采用，用于店面和建筑物的装饰。

1927年，Gower、Stafford O’Brien和Partners4发表了硫酸阳极氧化的专利，氧化的电流密度为0.7～1.3A/dm2，这种电流密度一直延用到现在。硫酸阳极氧化与草酸和铬酸阳极氧化相比，工作电压更低，电解液成本更小，操作更简单，氧化膜装饰性更强，所以这种工艺很快得到完善和普及。目前95％以上的阳极氧化是在硫酸中进行的，阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。

2、前处理

    2.1 脱脂和除油

    铝及铝合金早期是延用钢铁的除油工艺，即：槽液为Na2Co3、Na2SiO3、Na3PO4溶液，操作温度为40～70℃，时间为5～15min。这种工艺性能稳定，寿命长，但槽液成本高，不易洗净，现在基本不用。

20世纪60年代，人们采用NaOH或Na2CO3加Na3PO4、络合剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂，在室温下脱脂，时间为3～5min。这种工艺除油效率高，成本低，节能，但槽液易产生絮状沉淀，络合剂、表面活性剂易带入后续槽形成污染。现在少数厂仍在使用。

    从80年代开始，酸性脱脂槽液逐步普及，槽液为H2SO4或H2PO4，加HF、Fe3+、H202、NO2-和非离子表面活性剂，室温下操作，时间为3～5min。这种工艺效率高，不污染后续槽，是较好的脱脂工艺，现在应用越来越广泛。典型工艺：

H2SO4         10g/L
H3PO4         10g/L
HNO3          10g/L
HF            10g/L
表面活性剂    2g/L
过硫酸钠      5g/L
温度          45～70℃

时间          10～120s
    2.2 碱腐蚀

    铝及其合金阳极氧化之前需要除去致密但不均匀的自然氧化膜，对高硅铝合金，采用HN03、HF混合溶液，在室温下操作，时间3～5min，工作时会产生有毒气体。一般不用于其他铝合金，其他铝合金采用以NaOH溶液为主的碱性槽液，NaOH的浓度为30～70g/L，操作温度为40～80℃，时间为3～10min。碱腐蚀工艺维护简单，成本低，腐蚀效果好，易于除去铝合金表面的加工条纹，是阳极氧化重要的配套工艺。目前单独使用NaOH溶液作碱腐蚀已很少见，往往加入葡萄糖酸钠、柠檬酸钠等络合剂，防止槽液中Al(OH)3沉淀，即所谓“长寿碱“。加入硫化物，防止重金属在铝合金表面发生置换反应，消除“流痕“。也有的加入氟化物和硝酸盐，用于产生无光砂面效果。

2.3 电解抛光

机械抛光后阳极氧化，往往很难保持抛光后的光泽，这主要是机械抛光的局部表面压力不均，阳极氧化产生无光表面，所以机械抛光不能直接用于光亮阳极氧化。

    1934年在英国和美国，几乎同时发明了电解抛光工艺“Brytal”和“Alzak”，在碱性(Brytal工艺)或氟硼酸(Alzak工艺)溶液中阳极电解10～20min，得到较高反射率的表面，并在阳极氧化后继续保持下来。电解抛光是利用电流的作用，使铝合金发生电化学反应，在铝合金表面凸凹不平的部分发生不同程度的溶解，使铝件表面产生光滑的镜面效果。电解抛光的铝件，经过后续的阳极氧化处理仍能保持大部分光泽。电解抛光的铝件有较好的耐蚀性，即使未经阳极氧化处理也能在大气中很长时间不锈蚀，保持原有的光泽。二次世界大战，铝的反光镜需求大，这一期间铝的电解抛光发展很快。

    高纯铝片(99.99％)经过电解抛光，可以得到反射率接近100％的镜面效果。铝片的纯度越高得到的反射率越高。常用的工艺有：磷酸–铬酸型，磷酸–硫酸，铬酸型，高氯酸–醋酸型，磷酸–硫酸–甘油型，氟硼酸型，碳酸钠–磷酸钠型，氢氧化钾–铬酸型。操作温度为室温至90℃，电流密度10～20A/dm2，有的工艺高达150A/dm2。

    电解抛光的主要污染物是六价铬，近年来，随着环保意识的加强，不含铬酸的电解抛光处理液逐步盛行。不含铬酸的电解抛光处理液的主要问题是，对有些合金抛光不够亮。另外，铝合金在这种处理液中抛光后，不通电的条件下亮度会迅速下降，需要立即从处理液中取出、水洗，这给该工艺的广泛应用带来一定的影响。后来，有人在这种处理液中添加某种添加剂，使这两个问题有所缓解。

    电解抛光工艺成熟，污染小，但工作电流大，成本高，目前用于高亮度、高装饰性铝件的加工。

    2.4 化学抛光

    化学抛光是40年代后期发明的，当时Henley在做磷酸–硫酸型的电解抛光，没有通电时，发现铝件的腐蚀有光亮效果，接着他仔细研究了这个现象，得到最早的化学抛光工艺：磷酸75％(体积)，硫酸25％(体积)，操作温度为90～100℃。后来人们发现在上述工艺中加10％的硝酸，可以得到特别光亮的效果，这时化学抛光才在工业中应用起来，相应的专利陆续公布。光亮阳极氧化稳定地进入市场，替代了部分钢或铜上镀镍–铬工艺。

    化学抛光不需要通电，也不需要专用夹具，操作简单，但需要良好的加热和通风设备，使用高纯铝能得到反射率为100％的效果，普通铝合金也能达到装饰性的光泽度。由于化学抛光比电解抛光成本低，所以大多数光亮阳极氧化是用化学抛光配套的。最常用的化学抛光工艺是：磷酸75％(体积分数)，硝酸150％(体积分数)，硫酸10％(体积分数)，操作温度为90～110℃，时间为0.5～3min。有的工艺只有磷酸和硝酸，有些加了醋酸、铬酸或氢氟酸。添加少量的钻盐、镍盐、铜盐可以增加抛光的亮度。化学抛光最大的缺点是会产生NOX有毒气体，黄色的NOX气体是强烈的致癌物质，是化学抛光车间难以挥去的“黄龙“。人们采用了许多办法来解决这一技术难题，日本的Tajima，采用“笼形“化合物吸收有毒气体，得到无黄烟化学抛光新工艺；德国对于纯度达99.99％的铝件，采用16％(体积分数)的氟化氢铵，13％(体积分数)硝酸，25g/L的糊精，操作温度较低，析出气体很少。Kaiser铝和化学品公司发明了类似的工艺(体积分数)：2.5％硝酸，0.60％，氟化氢铵，0.6％铬酸，0.6％甘油，0.05％硝酸铜。也有在磷酸－硫酸配方中加有机硫化物替代硝酸，得到无黄烟抛光工艺。

    除了酸性化学抛光以外，还有碱性化学抛光工艺，但碱性化学抛光的效果远不及酸性化学抛光，所以较少应用。典型的碱性抛光配方含：NaOH、NaNO2、NaNO3、Na3PO4、Cu(NO3)2等，碱性化学抛光无有毒气体析出。

    3、阳极氧化

    3.1 硫酸阳极氧化

    硫酸阳极氧化有以下特点：

    (1)槽液成本低，成分简单，操作维护简便，一般只需将硫酸稀释到一定的浓度即可，无需添加其他化学药品，推荐使用化学纯硫酸，杂质较少的工业级硫酸也可采用，所以成本特别低。

    (2)氧化膜透明度高。纯铝的硫酸阳极氧化膜，是无色透明的，对于铝合金，随着合金元素Si、Fe、Cu、Mn的增加，透明度会下降。相对其他电解液，硫酸阳极氧化膜的颜色是最浅的。

    (3)着色性高，硫酸氧化膜透明，多孔层吸附性强，易于染色和着色，着色鲜艳不易退去，有很强的装饰作用。

    (4)硫酸阳极氧化操作条件为：

H2SO4(体积)        10％～30％    
温度℃             18～22
Al/g.L-1          ≤20    
电流密度/A.dm-2   0.6～3
时间/min          10～60
    3.2 草酸和铬酸阳极氧化

    草酸阳极氧化在日本应用较普遍，草酸氧化膜的特点和硫酸氧化膜相近，孔隙率低于硫酸氧化膜，耐蚀性和硬度高于硫酸氧化膜。草酸的槽液成本和操作电压高于硫酸，有些合金的草酸氧化膜颜色较深。草酸和硫酸阳极氧化都需要良好的冷却系统配套。

    草酸阳极氧化操作条件为：

草酸(体积分数)      2％～10％

温度/℃             15～35
电流密度/A.dm-2     0.5～3
电压/V              40～60
    铬酸阳极氧化膜特别耐腐蚀，主要应用干飞机制造工业，铬酸氧化膜和油漆的附着力强，也用于作油漆的底层，铬酸阳极氧化膜灰色不透明，一般不用于装饰。

    铬酸阳极氧化操作条件为：

Cr03/g.L-1         30～100
温度/℃             40～70
电流密度/A.dm-2    0.1～3
电压/V              O～100
时间/min            35～60
    3.3 硬质阳极氧化

    在二世界大战后期，为了提高阳极氧化膜的硬度和厚度，把硫酸氧化槽的温度降低至0℃，电流密度提高至2.7～4.0A/dm2，获得了25～50μm的“硬质氧化膜“。用草酸加少量硫酸可以在5～15℃得到硬质氧化膜。有些专利用优化硫酸的浓度，加有机酸或其他添加剂，如苯六羧酸进行硬质阳极氧化。

    在苏格兰，Campbell发明了采用交流—直流叠加电源，电解液高速流动，0℃，电流密度25～35A/dm2，获得100μm的硬质阳极氧化膜。

    现在，脉冲电流用于硬质阳极氧化时，特别是高铜铝合金一般很难硬质阳极氧化，使用脉冲电流可以防止“烧蚀“。还有许多电源用于硬质阳极氧化，交流加直流，各种频率的单相或三相脉冲电流、反相电流等。传统的直流硬质阳极氧化，电流密度一般不能超过4.0A/dm2，单相整流脉冲电源，电流的脉冲峰值可以很大，但保持氧化膜厚度的均匀一致是重要的问题。

    由于硬质阳极氧化膜具有独特的硬度和耐磨性，所以正逐步被航空、航天、自动化、汽车、计算机设备、电子和其他工业采用。目前正在开发用聚四氟乙烯、二硫化钼等固体润滑剂封闭，使硬质阳极氧化膜具有自润滑性能，应用前景更加广泛。

   4、染色和着色

    4.1 整体发色阳极氧化

    1959年，Kaiser铝和化学品公司开发了KalcolorTM整体发色工艺，电解液是：磺基水扬酸加少量(5g/L)硫酸，根据不同的铝合金成分和工艺条件得到棕色或灰色。这个工艺极其广泛地应用于建筑的外表、幕墙和门窗的加工。

    具有工业应用的工艺有：Duran0dicTM,EurocolourTM，PermaluxTM，VeroxalTM，AlcanodoxTM等，配方都是有机酸加少量(1～10g/L)的硫酸，也有的使用脉冲电流来增加着色的深度。

    整体发色，也称为自然发色或自身发色。整体发色工艺，需要大约60V的操作电压，它的电解能源消耗和冷冻能源消耗，都远远大干普通的硫酸阳极氧化工艺，槽液中铝盐的不断增加，导致槽液的报废也是重要的问题。Kaiser公布了解决这个问题的专利，用阴离子交换树脂除去槽液中的铝离子。

    70年代的能源危机，整体发色工艺逐步被能耗更少的硫酸阳极氧化加电解着色工艺替代。

    4.2 有机和无机染料染色

    许多种类的阳极氧化膜，都可以被染料染色，但只有硫酸和草酸阳极氧化膜的染色有工业价值，硫酸阳极氧化膜的染色是其中的绝大部分。

    有机染料染色，操作简便，染色均匀，几乎可以染出任意颜色，可以采用印刷和多重染色技术，在同一铝合金表面染出多种颜色和花纹，颜色鲜艳装饰性极强。但由于有机染料存在分解退色、耐晒差的问题，所以多用于室内装饰。

    无机染色，颜色的稳定性高，不易退色，能经受阳光的长期暴晒。用高锰酸钾溶液，可以染出棕色，用铁盐溶液可以染出金黄色。无机染色，颜色的种类较少，均匀性较差，目前正逐步被电解着色工艺替代。

    4.3 电解着色

    60年代，日本开发了“AsadaTM”、“AnalokTM”工艺，硫酸阳极氧化膜在镍盐溶液交流电解，使金属镍沉积到多孔层中得到从浅棕色到黑色。后来，Alcan获得了在钴盐溶液电解着色的专利。

    Alcan后来针对Asada工艺，开发出用许多种金属盐电解着色的专利在国际上注册，几个公司努力开发基于锡盐溶液的电解着色工艺。其中德国的Gartner和德国铝业公司(V.A.W.)在这一领域非常活跃。市场上有：Henkel公司开发的AlmecolorTM工艺，V.A.W.公司开发的MetoxalTM工艺。还有许多类似硫酸亚锡加硫酸的工艺在各国开发出来，这样锡盐电解着色工艺应用最广泛。还有的电解着色工艺采用锡盐加镍盐电解液。

    锡盐电解着色溶液，主要含硫酸亚锡、硫酸、锡盐稳定剂、着色分散剂等，着色美观，重现性好，溶液抗杂质能力强，易于维护管理。

    染料染色，是染料吸附在阳极氧化膜多孔层的最外1/3或1/2处。电解着色是金属微粒沉积在阳极氧化膜多孔层的底部。随机分布的金属微粒对光线的反射，得到棕色，随着沉积金属微粒的增加，颜色由稻草黄到棕色，直至黑色。

    电解着色工艺具有成本低、颜色耐晒、不易退等特点，是目前应用最广泛的着色方法。

    4.4 干涉着色

    人们在获取阳极氧化膜晶胞尺寸，并试图改变其大小的研究中，发明了干涉着色法，Alcan的注册工艺是AnalokⅡTM，即：常规阳极氧化，加短时间的磷酸交流氧化“扩孔“，孔的深度约增加0．5～1μm，然后再进行普通电解着色。颜色是由空隙底部的反射光和沉积金属微粒的反射光干涉产生的，Sheasby，在其公布的专利中，对工艺的一般过程进行了描述，要得到预期的颜色必须严格操作，而兰色是较易控制得到的。扩孔后，可以在钴盐、镍盐、锡盐等任何电解着色溶液中着色，得到其他颜色。

    Seddon叙述了大尺寸的工件可以得到均匀的兰灰色，但其他颜色重现性很差。

    4.5 多色电解着色

    后续的研究是在硫酸阳极氧化后，探索改变氧化膜的阻挡层，来实现控制颜色的可能性。一个研究者给出了这个工艺的细节，在已经严格控制孔隙大小的阳极氧化膜上，采用一种保密的添加剂和计算机控制着色周期，用低压电沉积锡，在宽颜色范围内用计算机控制，可以获得高度重现性的颜色。   5、阳极氧化的封闭

    5.1 热水封闭

    新鲜的阳极氧化膜在沸水或接近沸点的热水中处理一定的时间后，失去活性，不再吸附染料，已染上的颜色不易退去，这一过程就是封闭，也称封孔。用热蒸汽也能封闭，但耗能大，应用不及热水广泛。

    1931年，公布了重铬酸钾溶液封闭，封闭后的阳极氧化膜呈浅黄色，有特别高的耐蚀性，广泛应用于飞机制造业。

    开始用热水封闭时，发现用硬水封闭后的表面有白印和粉霜，研究表明这同温度、pH值、水中的杂质有关，后来改用去离子水封闭，把水的pH值用醋酸调节至4.5～5.0，粉霜可以减少至最低水平。随着工艺技术的发展，质量检测更加严格，只提高水质和调整pH值仍不能满足技术要求，为此许多公司开发出除霜剂，效果很好，有的甚至可以用自来水封闭。

    5.2 低温封闭

    80年代以来，人们开发出含Ni、F溶液的“低温封闭剂“，操作温度25～40℃，封闭速度快，几乎是热水封闭的三倍，不易产生粉霜。有的配方加入少量钴盐，防止产生绿色，低温封闭的应用非常普及。

    5.3 中温封闭

    醋酸镍封闭技术的广泛应用，替代了部分热水封闭工艺。醋酸镍封闭在北美洲非常流行，这得益于它具有较高的封闭质量。醋酸镍封闭的原理是：镍离子被阳极氧化膜吸附后，发生水解反应，生成氢氧化镍沉淀，填充在孔隙内，达到封闭的目的。

    在中性盐雾试验和酸溶解失重试验中，用醋酸镍封闭的阳极氧化膜表现出极好的耐腐蚀性能，有人开发出的醋酸镍封闭剂，经它封闭的阳极氧化膜可以通过至少3000h的中性盐雾试验和低于1mg/dm2的磷酸一铬酸腐蚀失重试验。对于染色氧化膜，醋酸镍封闭可以防止氧化膜的退色和变色。与沸水封闭相比醋酸镍封闭允许更高的杂质含量和相对较低的封闭温度。

    醋酸镍封闭工艺，其封闭效果与沸水封闭类似，但封闭速度和杂质允许量稍高，也有沸水封闭的各种缺点，如：能耗大，易产生“粉霜“，降低氧化膜的硬度，封闭时间长，水蒸气污染和安全等问题。

    中温醋酸镍封闭工艺比高温醋酸镍封闭工艺有较高的技术优势，所以高温醋酸镍封闭工艺基本被淘汰。目前广泛应用的都是中温醋酸镍封闭，在没指明的情况下都是指中温醋酸镍封闭工艺。中温醋酸镍封闭有如下优点：

    (1)对封闭工艺参数的变化敏感度较低。

    (2)封闭槽液对水质要求较低，用质量较好的自来水配制封闭槽液不会损失封闭质量。

    (3)减少封闭粉霜的产生。

    (4)减少能源消耗大约30％(相对高温封闭)。

    (5)沉积在阳极氧化膜孔隙中的氢氧化镍几乎无色，所以可以用来封闭无色光亮阳极氧化膜和染色阳极氧化膜。

    醋酸镍封闭，也会出现一些缺陷，如在槽液化学成分比例失调、pH值太高、封闭时间太长时，阳极氧化膜表面会产生污迹或粉霜。如果醋酸镍封闭槽的pH值太低或氯离子浓度太高，在高铜铝合金的阳极氧化膜表面会产生腐蚀点。由于醋酸镍封闭包含阳极氧化膜的水合作用，所以会使阳极氧化膜的耐磨耗能力下降。醋酸镍封闭槽液中常添加一些添加剂，如添加分散剂可以减少粉霜的产生，但是，分散剂必须能耐紫外光照射，阳极氧化膜在某些加了分散剂的醋酸镍封闭槽中封闭以后，经太阳光照射，氧化膜会变黄，变黄的程度取决于分散剂的化学成分和使用浓度。醋酸镍封闭工艺的废水包含重金属离子必须对其进行处理，才能排放，以免对环境造成污染。

    近几年，有人研究出镁盐、或锂盐中温封闭剂，已经可以在生产中使用，其封闭效果和镍盐中温封闭剂接近，但没有重金属污染。

    5.4 其他封闭剂

    用硅油封闭硬质阳极氧化膜，可以提高阳极氧化的电绝缘性；硅脂封闭用于制造无尘表面；脂肪酸和高温油脂封闭，用于制造红外线反射器，防止波长为4～6μm的红外线吸收损失。还有许多有机封闭剂被开发出来，在特定的条件下可以选用。

铝表面阳极氧化处理方法(一）

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  40-608-1225-30  60-70  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  15.64.84.84.80.3ml0.1ml  60  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  50-7025-353-5  75-85  3-5  水清洗  
  碳酸钠磷酸钠  25-4025-40  75-85  适当  水清洗  
  磷酸钠碳酸钠NaOH  20106  45-65  3-5  水清洗  
  强碱阻化除油剂  40-60  70  5  水清洗  除油不净可延长处理时间

酸性溶液  硫酸  50-300  60-80  1-3  水清洗  
  硝酸  162-354  常温  3-5  水清洗  松化处理

  磷酸硫酸表面活性剂  3075  50-60  5-6  水清洗  
  磷酸（85%）丁醇异丙醇水  100%40%30%20%  常温  5-10  水清洗  溶液组成以体积记

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

  NaOH  100-200  常温  0.5-3  水清洗后中和  铝制品为阴极，电流密度为4-8A/dm2
乳化溶液  石蜡三乙醇胺油酸松油水  8.0%0.25%0.5%2.25%89%  常温  适当  水清洗  溶液组成以体积记

    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。常用于脱脂的表面活性剂有肥皂、合成洗涤剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠等。碱性脱脂溶液的配方非常多，传统工艺采用磷酸钠、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于获得最好的脱脂效果。油脂在酸的存在下也能进行水解反应生成甘油和相应的高级脂肪酸。电解脱脂可用阳极电流、阴极电流或交流电。在碱性溶液中阴极电流脱脂，阳极最好为镀镍钢板。其在铝及铝合金表面处理中不常用。乳化脱脂所用的溶液为互不溶解的水与有机溶剂组成的两相或多相溶液，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些脱脂方法脱脂后的补充处理，以便进一步清理表面附着的油污赃物；清除制品表面的自然氧化膜及轻微的划擦伤。从而使制品露出纯净的金属基体，利于阳极膜的生成并获得较高质量的膜层。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  用量%  温度/度  时间min  备注

NaOH  3.5-9  50-70  3-10  腐蚀量10-55g/m2，铝离子含量>30-80g/L
NaOH 葡萄糖酸钠或柠檬酸钠  4.5-5.50.15  55±1  8-10  腐蚀量20μm，铝含量5-25g/L
NaOH庚酸钠润湿剂  50.10.2  55-70  1-10  通常清洗用

NaOHNaF多聚磷酸钠润湿剂  1020.20.2  55-70  1-10  表面无光浸蚀

NaOH硝酸钠庚酸钠  540.1  55-60  1-10  表面平滑清洗

NaOH磷酸钠  3-7.55-10  常温  适当  加入氟化钠获光泽白色表面

铝表面阳极氧化处理方法（二）
（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去挂灰和残留碱液，以露出光亮基本金属表面的酸浸清洗，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硝酸（1420kg/立方米）溶液中，室温下浸洗，浸洗时间随金属组成的不同而有差异，一般浸洗时间3-5分钟。含硅或锰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和氧化铬5-15g/L的溶液或氧化铬100g/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，确保处理效率和质量。清洗大多采用一次冷水清洗。但碱蚀后的制品普遍采用热水紧接着是冷水的二重清洗。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清洗不当而前功尽弃。经中和、水清洗后的制品应与上进行氧化处理。在空气中停留的时间不宜过长，如停留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又薄，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，使其表面的自然氧化膜增厚或产生其他一些钝化膜的处理过程，常用的化学氧化膜有铬酸膜和磷酸膜，它们既薄吸附性又好，可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  碳酸钠铬酸钠氢氧化钠  45142  85-100  10-20  纯铝、Al—Mg、Al—Mn合金、灰色  膜层较疏松 
2  磷酸铬酐氟化钠硼酸  551531  室温  10-15  各种铝合金、浅绿色  膜层较1的好 
3  重铬酸钠铬酐氟化钠  3.5-43-3.50.8  室温  2-3  各种铝合金、深黄或棕色  溶液pH=1.5膜层较1的好 
4  碳酸钠铬酸钠  3215  90-100  3-5  纯铝及含Mg、Mn和Si的合金、也可用于含Cu量少的合金、灰色  可做油漆底层 
5  碳酸钠铬酸钠硅酸钠  47140.06-1  90-100  10-15  纯铝、Al—Mn（淡透明银色）、Al—Mg—Si硬状态、硬的Al—Si和Al—Mg合金，鲜明金属色  空隙少，不能很好的着色，不宜做油漆底层 
6  铬酸钠氢氧化胺  0.129.6  70-80  20-50  各种铝合金、灰色有斑点  膜层似搪瓷 
7  碳酸钠重铬酸钾  20.45  90-100  10-18  各种铝合金、灰色  可在酸溶液中发白

（一）阳极氧化处理的一般概念 
1、阳极氧化膜生成的一般原理 
    以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，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。其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是水电解的原理。当电流通过时，在阴极上，放出氢气；在阳极上，析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧（O）和离子氧，通常在反应中以分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，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 
    阳极氧化膜生长的一个先决条件是，电解液对氧化膜应有溶解作用。但这并非说在所有存在溶解作用的电解液中阳极氧化都能生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  形成电压  基膜颜色 
硫酸  2×10-2（第二次电离的H+）  12-20  透明、无色 
铬酸    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 
磷酸  1.1×10-2（第一次）7.5×10-8（第二次）4.8×10-13（第三次）  30-40  透明带白色 
焦磷酸  1.4×10-1（第一次）1.1×10-2（第二次）2.9×10-7（第三次）3.6×10-4（第四次）  70-100  带白色 
磷钼酸    100以上  阻挡层 
硼酸  6.4×10-10  0-600  阻挡层 
草酸  6.5×10-2（第一次）6.1×10-5（第二次）  40-60  带黄色 
丙二酸  1.61×10-3（第一次）2.1×10-6（第二次）  80-110  带褐色 
丁二酸  6.6×10-5（第一次）2.8×10-6（第二次）  120以上  白色到黄色 
顺式丁烯二酸  1.5×10-5（第一次）2.6×10-7（第二次）  150-225  灰黄色 
柠檬酸  8.4×10-1（第一次）1.8×10-5（第二次）4.0×10-6（第三次）  120以上  黄褐色 
酒石酸  1.1×10-3（第一次）6.9×10-5（第二次）  120以上  黄褐色 
苯二酸  1.26×10-3（第一次）3.1×10-6（第二次）  100以上  阻挡层 
亚甲基丁二酸    麻蚀，40  干涉膜 
乙醇酸（羟基醋酸）  1.54×10-4  麻蚀   
苹果酸（羟基丁二酸）  4×10-4（第一次）9×10-6（第二次）  麻蚀，40  干涉膜 
3、阳极氧化的种类 
    阳极氧化按电流形式分为：直流电阳极氧化，交流电阳极氧化，脉冲电流阳极氧化。按电解液分有：硫酸、草酸、铬酸、混合酸和以磺基有机酸为主溶液的自然着色阳极氧化。按膜层性子分有：普通膜、硬质膜（厚膜）、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。铝及铝合金常用阳极氧化方法和工艺条件见表-5。其中以直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。 
表-5 铝及铝合金常用阳极氧化方法 
系列  名称  电解液组成  电流密度A/dm2  电压V  温度/度  时间min  颜色  膜厚μm  备注 
硫酸  Alumilite（美）  硫酸，10%-20%  DC1-2  10-20  20-30  10-30  透明  5-30  易着色，耐蚀 
  硫酸交流法  硫酸，12%-15%  AC3-4.5  17-28  13-25  20-40  透明  10-25  作油漆底层 
  硫酸硬质膜  硫酸，10%-20%  DC2-4.5  23-10  0±2  60以上  灰色  34-150  耐磨隔热 
草酸  英美法  草酸，5%-10%  DC1-1.5  50-65  30  10-30  半透明  15   
  氧化铝膜（日）  草酸，5%-10%  AC1-2  80-120  20-29  20-60  黄褐色  6-18  日用品装饰，耐蚀，耐磨 
      DC0.5-1  25-30      半透明     
  Eloxal Gxh（德）  草酸，3%-5%  DC1-2  40-60  18-20  40-60  黄色  10-20  用于纯铝耐磨 
  Eloxal Gxh（德）    DC1-2  30-45  35  20-30  几乎无色  6-10  膜薄、软，易着色 
  Eloxal Wx（德）    AC2-3  40-60  25-35  40-60  淡黄色  10-20  适用于铝线 
  Eloxal WGx（德）    AC2-3  30-60  20-30  15-30  淡黄色  6-20  Al—Mn合金 
      DC1-2  40-60           
  硬质厚膜  草酸  AC1-20  80-200  3-5  60以上  黄褐色  约20以上  较硫酸膜厚约在600μm下高耐磨 
      DC1-20  40-60           
4、阳极氧化膜结构、性质 
    阳极氧化膜由两层组成，多孔的厚的外层是在具有介电性质的致密的内层上上成长起来的，后者称为阻挡层（也称活性层）。用电子显微镜观察研究，膜层的纵横面几乎全都呈现与金属表面垂直的管状孔，它们贯穿膜外层直至氧化膜与金属界面的阻挡层。以各孔隙为主轴周围是致密的氧化铝构成一个蜂窝六棱体，称为晶胞，整个膜层是又无数个这样的晶胞组成。阻挡层是又无水的氧化铝所组成，薄而致密，具有高的硬度和阻止电流通过的作用。阻挡层厚约0.03-0.05μm，为总膜后的0.5%-2.0%。氧化膜多孔的外层主要是又非晶型的氧化铝及小量的水合氧化铝所组成，此外还含有电解液的阳离子。当电解液为硫酸时，膜层中硫酸盐含量在正常情况下为13%-17%。氧化膜的大部分优良特性都是由多孔外层的厚度及孔隙率所觉决定的，它们都与阳极氧化条件密切相关。 
（二）直流电硫酸阳极氧化 
1、氧化膜成长机理 
    在硫酸电解液中阳极氧化，作为阳极的铝制品，在阳极化初始的短暂时间内，其表面受到均匀氧化，生成极薄而有非常致密的膜，由于硫酸溶液的作用，膜的最弱点（如晶界，杂质密集点，晶格缺陷或结构变形处）发生局部溶解，而出现大量孔隙，即原生氧化中心，使基体金属能与进入孔隙的电解液接触，电流也因此得以继续传导，新生成的氧离子则用来氧化新的金属，并以孔底为中心而展开，最后汇合，在旧膜与金属之间形成一层新膜，使得局部溶解的旧膜如同得到“修补“似的。随着氧化时间的延长，膜的不断溶解或修补，氧化反应得以向纵深发展，从而使制品表面生成又薄而致密的内层和厚而多孔的外层所组成的氧化膜。其内层（阻挡层、介电层、活性层）厚度至氧化结束基本都不变，位置却不断向深处推移；而外早一定的氧化时间内随时间而增厚。 
2、氧化膜厚度计算 
    阳极氧化生成的氧化膜厚度从理论上可按法拉第第二定律推导的公式进行计算。 
σ= Kit 
式中σ为阳极氧化膜厚度（μm），I为电流密度（A/dm2），t 为氧化时间（min），K为系数（当氧化铝密度γ=kg/立方米则K=0.309）。上述公式计算的前提是以认为通过的电量全用于氧化铝析出，同时也把氧化铝及膜的密度视为纯净的氧化铝密集的值。但实际情况并非完全如此，为了使K值更切合实际，应将电流效率和在这种工艺条件下所生成膜的密度或孔隙度考虑在内，即： 
K = 1.57η/γ 
式中η为电流效率（电极上实际析出的物质量与又总电量换算出的析出物质量之比）。K实值各国取值大小各异，美国有取0.328、0.285-0.355，日本有取0.352、0.364、0.25，中国、俄罗斯取0.25。 
3、影响氧化膜生长和质量的因素 
    当电解液的温度从 20度上升到30度，膜的溶解速度约增加3倍。随电流密度的增加，制品被养护的金属量、表面生成的铝氧化膜厚度都随着增加。硫酸浓度对氧化膜厚度的影响不大，为获得中等厚度、多孔而易于着色和封闭、抗蚀性较高的膜层，浓度最好为15%-20%；溶液用去离子水要求氯离子<15mg/L、铁离子<1mg/L、硫酸根离子<30mg/L，电阻率为5×10的5-6次方Ω?cm；溶液中杂质允许的最大含量铝离子 20g/L，铜离子 2g/L，铁离子 5g/L，氯离子 0.1g/L。随着阳极氧化时间的延长，氧化膜的厚度增加，到一定厚度后，由于膜厚电阻增加、导电能力下降，膜的生长速度减慢，有的合金即使延长氧化时间，膜的厚度也不会再增加。不同的铝合金的阳极氧化膜有不同的色彩，纯铝上的膜无色透明，使金属的光泽完全保持下来；高纯铝添加少量的镁，膜色不会因氧化时间的延长而改变，当镁的含量超过2%，膜变暗浊色；铝硅合金阳极氧化时，硅不会被氧化或溶解，部分进入膜层使膜呈暗灰色。含硅量大时，阳极氧化前先用氢氟酸浸泡，膜色会有所好转，一般含硅5%以上的合金不适合做光亮着色制品，含量达13%就难于进行阳极化处理；含铜的合金，当含量较少时，膜呈绿色，随铜含量的增加，膜薄，色调深暗。某些变形铝合金的阳极氧化处理见表-6。铝合金在硫酸溶液中阳极氧化，由于氧化膜在表面上形成、生长和溶解，引起电阻的变化，使过程中的电流、槽端电压及电流密度都随之发生变化。实际操作中电压升高不宜太快，否则会使生成的膜不均匀。 
表-6 某些铝合金阳极氧化处理效果 
中国合金牌号  主要成分含量%  适用于保护性阳极氧化  适用于阳极氧化着色  适用于光亮阳极氧化 
LG5L3L5LF21LF2LF3LF5LF7LD31LY11LY12LD8LD2LD5LT1  99.99Al99.8Al99.5Al99.0Al1.25Mn2.25Mg3.5Mg5Mg7Mg0.5Mg、0.5Si1Si、0.7Mg1.5Cu、1Si、1Mg2Cu、1Ni、0.9Mg、0.8Si4.25Cu、0.625Mn、0.625Mg4.25Cu、0.75Si、0.75Mn、0.5Mg4Cu、2Ni、1.5Mg2.25Cu、1.5Mg、1.25Ni1Mg、0.625Si、0.25Cu、0.25Cr1Si、0.625Mg、0.5Mn5Si  1  1  1 
    1  1  1 
    1  2  2 
    2  2  3 
    3  3  4 
    2  2  3 
    2  2  3 
    3  3  4 
    4  4  4 
    1  2  3 
    2  3  4 
    3  3  4 
    4  6  5 
    4  6  5 
    4  6  5 
    4  4  5 
    4  4  5 
    2  3  4 
    3  3  4 
    3  6  5 
注：1—优良；2—良好；3—尚好；4—可以；5—不适合；6—只适合于暗的颜色。 
4、建筑铝型材阳极氧化工艺 
    建筑铝材是目前阳极氧化处理的主要产品，其中75%-85%是用常规硫酸法处理。中国建筑型材标准规定氧化膜的厚度大于10μm。建筑铝材阳极氧化工艺的最佳工艺参数为电解液硫酸15%±2%，铝离子含量小于5g/L，溶液温度21±10C，电流密度（1.3±0.05）A/dm2，时间（对LD31合金）30min，则10μm；60分钟，则可达18μm（电压18V），溶液用纯水配制。

（三）其他阳极氧化 
1、草酸阳极氧化 
    对硫酸阳极氧化影响的大部分因素也适用于草酸阳极氧化，草酸阳极氧化可采用直流电、交流电或者交直流电迭加。用交流电氧化比直流电在相同条件下获得膜层软、弹性较小；用直流电氧化易出现孔蚀，采用交流电氧化则可防止，随着交流成分的增加，膜的抗蚀性提高，但颜色加深，着色性比硫酸膜差。电解液中游离草酸浓度为3%-10%，一般为3%-5%，在氧化过程中每A?h约消耗0.13-0.14g，同时每A?h有0.08-0.09g的铝溶于电解液生成草酸铝，需要消耗5倍于铝量的草酸。溶液中的铝离子浓度控制在20g/L以下，当含30g/L铝时，溶液则失效。草酸电解液对氯化物十分敏感，阳极氧化纯铝或铝合金时，氯化物的含量分别不应超过0.04-0.02g/L，溶液最好用纯水配制。电解液温度升高，膜层减薄。为得到厚的膜，则应提高溶液的pH值。直流电阳极氧化用铅、石墨或不锈钢做阴极，其与阳极的面积比为（1：2）–（1：1）之间。草酸是弱酸，溶解能力低，铝氧化时，必须冷却制品及电解液。草酸膜层的厚度及颜色依合金成分而不同，纯铝的膜厚呈淡黄或银白色，合金则膜薄色深如黄色、黄铜色。氧化后膜层经清洗，若不染色可用3.43×10的4次方Pa压力的蒸汽封孔30-60分钟。 
2、铬酸阳极氧化 
    铬酸阳极氧化工艺见表-4。氧化过程中应经常进行浓度分析，适时添加铬酐。电解的阴极材料可用铅、铁、不锈钢，最好的阳阴面积比为（5：1）–（10：1）。当溶液中三价铬离子多时，可用电解的方法使其氧化成六价铬离子。溶液中的硫酸盐含量超过0.5%，阳极氧化效果不好，硫酸根离子多时可加入氢氧化钡或者碳酸钡使其生成硫酸钡沉淀。溶液中氯化物含量不应超过0.2g/L。溶液中铬含量超过70g/L时就应稀释或更换溶液。铬酸阳极氧化有电压周期变化的阳极氧化方法或恒电压阳极氧化法（快速铬酸法）两种。 
3、硬质（厚膜）阳极氧化 
    硬质阳极氧化是铝及铝合金表面生成厚而坚硬氧化膜的一种工艺方法。硬质膜的最大厚度可达250μm ，纯铝上形成的膜层微硬度为12000-15000MPa，合金的一般为4000-6000MPa，与硬铬镀层的相差无几，它们在低符合时耐磨性极佳，硬质膜的孔隙率约为20%左右，比常规硫酸膜低。某些硬质阳极氧化工艺见表-7。 
表-7 硬质阳极氧化工艺 
编号  电解液  温度/度  电流密度/（A/dm2）  始末电压/V  时间/min  膜厚/μm 
        始电压  末电压     
1  15%硫酸  +14-+4.4  2-2.1  26  120  90  50 
2  15%硼酸，4%Na2HC6H5O7  +60-+70  0.4-0.6  100  300  240  200 
3  10% 硫酸  +10  250W/dm2  15-25  80  60  10-130 
4  15% 硫酸  -1-+4.5  2-2.5  25-30  40-60  60-240  28-150 
5  10% 硫酸  +8-+10    25  60  60  25-60 
6  10%-15% 硫酸  0-+4  5  交流10-12  60-70     
        中插直流20-24  120-140     
7  6%-8%二水合草酸  条件视合金而改变         
8  6%-7%硫酸+3%-6%有机添加剂  +4.5-+18+4.5-+18  1.3-2  10  150  40  65 
9  10%-20% 硫酸  -6-+10    30  280  160  115-150 
10  10%-15% 硫酸  +8  4  20-25  60  60  55-80 
11  5.5%甲酸，8%二水合草酸  +15-+25  3-6  45  90    100-250 
4、瓷质阳极氧化 
    瓷质阳极氧化铝及铝合金在草酸、柠檬酸和硼酸的钛盐、锆盐或钍盐溶液中阳极氧化，溶液中盐类金属的氢氧化物进入氧化膜孔隙中，从而使制品表面显示出与不透明而致密的搪瓷或具有特殊光泽的类似塑料外观的处理过程。瓷质阳极氧化处理工艺流程与常规硫酸阳极氧化基本一致，不同的是瓷质阳极氧化是在高的直流电压（115-125V）和较高的溶液温度（50-60度）、电解液经常搅拌、经常调节pH值使之处于1.6-2范围内的条件进行。

三、染色处理 
    化学着色法工艺简单、控制容易、效率高、成本低、设备投资少、着色色域宽、色泽鲜艳。但大面积制品容易出现颜色不均匀，着色后清洗、封孔不当或受到机械损伤时易脱色，着色膜的耐光性相对较差，故往往仅用于室内装饰、日常用小型铝制品的着色处理。铝阳极氧化膜的化学着色是基于多孔膜层有如纺织纤维一样的吸附染料能力而得以进行的。一般阳极氧化膜的孔隙直径为0.01-0.03μm，而染料在水中分离成单分子，直径为0.0015-0.0030μm，着色时染料被吸附在孔隙表面上并向孔内扩散、堆积，而且与氧化铝进行离子键、氢键结合而使膜层着色，经封孔处理，染料被固定在孔隙内。 
（一）有机染料染色 
1、染料的选择 
    有机染料品种繁多，依据不同用途和产品档次选用染料。如可溶性还原染料价格昂贵，色牢度极佳，故多用于高档铝制品金笔、打火机、助听器的染色；醇溶性染料用于铝箔染色；油溶性染料用于铝箔的印花，使用前溶于硝化纤维素系、乙烯树脂系或聚酰胺树脂系等亮漆中，或者溶于烤漆中的三聚氰胺树脂与环氧树脂中，印制后在清洗干净的铝箔表面形成带有染料的树脂膜。用于铝制品染色的染料类别有酸性染料、酸性络合染料、酸性媒介染料、直接染料、弱酸性染料、分散染料、可溶性还原染料、活性染料、碱性染料、醇溶染料、油溶染料等。 
2、有机染料着色工艺及控制 
（1）单色染色：将经阳极氧化、用清水洗净的铝制品，浸入规定温度染液中浸泡，染色的时间依颜色深浅而定、染浴量可控制在与制品体积之比10：1。 
（2）多色染色：若在铝件上染两种和多种不同的颜色，如山水、花鸟、任务、文字等，多采用印花工艺来完成，印版可采用型版（锌版、纸版）和丝网版，可用直接印花法、涂料防染法、泡沫塑料扑染法等。一般做法是将第一种颜色染色后，对需留下颜色的部位用花版印上保护漆膜，剩余的颜色脱去，第二、三及更多的颜色依此类推即可。各种有机染料的染色浓度及工艺条件见表-9。 
颜色  染料名称  浓度g/L  温度0C  pH值  时间min 
Aludye黑色  黑HBK  8-10  50-60  5.5-6  15-30 
  黑MBK  8-10  50-55  5.0-5.5  5-10 
  黑MRL  10-12  50-60  5.0-6.0  5-30 
  黑 BBK  10-12  50-60  5.0-6.0  15-30 
  黑 DG  10  55-60  6.0-7.0  10-30 
  黑 WAL  10-12  50-55  6.0-7.0  15-30 
  黑 MLW  8-12  50-60  4.2-4.8  5-30 
Aludye红色  大红A  2-5  50-60  5-5.5  5-10 
  大红D4BS  <25  55-60  6.0-7.0  5-10 
  艳红 MB  0.5-5  50-55  5.5-6.0  5-15 
  红B  2-5  55-60  5.5-6.0  5-15 
  大红D4B  2  55-60  5.5-6.0  5-10 
  红SBR  <3  50-55  5.0-6.0  5-10 
  红 FRB  0.5-5  50-55  5.0-5.5  5-10 
  艳红3B  1-2  50-55  5.5-6.0  5-15 
  红MBES  1-2  55-60  5.0-5.5  5-10 
  大红 MBES  1-2  55-60  5.0-5.5  5-10 
  红 RBL  2  55-60  4.5-5.0  5-15 
  红 PBL  2  55-60  5.0-6.0  5-10 
  红 CFB  0.5-5  50-55  6.0-7.0  5-15 
  红 FPR 高浓  0.5-5  50-55  5.0-6.0  5-15 
  大红 FAR 高浓  0.5-5  50-55  6.0-7.0  5-10 
  桃红 BN  0.5-5  50-55  6.0-7.0  5-15 
Aludye紫色  紫VB  <2  50-55  5.5-6.0  5-10 
  紫MFBL  <5  50-55  5.5-6.0  5-10 
  紫 RVB  <5  50-55  5.0-6.0  5-15 
  紫 MBB  <5  50-55  5.0-6.0  5-15 
  酒红 BL     50-55  5.0-5.5  5-15 
Aludye棕色  棕 BRL  <2  50-60  4.5-5.0  5-15 
  棕 CFA  0.5-2  55-60  4.5-5.5  5-15 
  棕 THM  0.5-5  55-60  5.0-6.0  5-10 
  棕 BM  0.5-5  55-60  5.5-6.0  5-15 
  棕 GL  0.5-5  55-60  5.5-6.0  5-15 
  棕 KBL  1-5  55-60  5.5-6.5  5-15 
  红棕 AG  0.1-2  50-55  6.0-7.0  5-10 
  黄棕 ASG  0.2-2  56-60  4.5-5.0  5-10 
Aludye绿色  绿BGLN  <2  50-55  5.0-5.5  5-15 
  绿RGS  1-9  55-60  5.0-5.5  5-15 
  绿5GM  <2  50-55  5.0-6.0  5-15 
  绿 M6B  <2  50-60  5.5-6.0  5-15 
  绿 ABGL  <2  50-55  5.5-6.0  5-10 
  绿 DB  0.5-2  55-60  5.0-6.0  5-10 
  绿 A3GM  2-5  55-60  6.0-7.0  5-15 
Aludye黄色  黄 FD  0.5-5  50-55  5.0-5.5  5-10 
  黄 FLY  0.2-5  50-60  5.0-5.5  5-10 
  黄 DRL  0.5-2  55-60  6.0-6.5  5-10 
  黄 GR  0.2-2  50-55  5.5-6.0  5-10 
  黄 DGL  0.2-2  50-55  6.0-7.0  5-10 
  黄 3RF  0.5-5  55-60  4.5-5.5  5-10 
  黄 YBL  0.2-2  50-55  5.0 -5.5  5-15 
  金黄 MBES  0.5-2  55-60  5.5-6.5  5-10 
  黄 2GL  1-2  50-55  5.5-6.0  5-15 
  黄 GLL  <2  50-55  5.5-6.0  5-10 
  嫩黄 ALNW   1-2  50-55  6.0-7.0  5-10 
Aludye橙色  金 D2GL  0.1-2  55-60  6.0-7.0  5-15 
  橙 GR  0.1-2  50-55  5.5-6.5  5-10 
  金 G  2  27-60  5.5-6.5  1-10 
  橙 SRL  2-5  50-55  5.5-6.5  1-10 
  橙 MBES  <2  50-55  4.5-5.5  5-10 
  橙 GNS  0.5-5  50-55  5.5-6.0  5-10 
Aludye蓝色  湖蓝AB  1-2  50-55  4.5-5.0  5-15 
  蓝2LW  0.5-2  55  5.5-6.0  5-15 
  蓝 GBL  1-2  50-55  4.5-5.5  5-15 
  蓝2AL  1-2  50-55  4.5  5-15 
  海军蓝NBL  1-2  55  5.8  5-15 
  翠蓝GB  0.5-2  55-60  5.0-6.0  5-15 
Aludye灰色  灰 MBL  0.5-2  55-60  6.0-7.0  5-10 
  灰 BRL  0.5-1  50-55  6.0-7.0  5-10 
  灰 2BL  0.1-1  55-60  5.0-6.0  5-10 
  灰 ABL  0.5-10  55-60  6.0-6.5  5-20 
  灰 GBL  0.5-2  55-60  5.5-6.0  5-10 
  灰 VA  0.5-1  50-55  5.0-5.5  5-10 
  灰 G2RC  1-10  55-60  5.0-6.0  5-15 
  灰 GR  1-10  50-55  5.0-5.5  5-15 
  灰 GL  2-5  55-60  6.0-6.5  5-10 
Aludye青铜色  青铜 2LW  2-5  55-60  4.0-5.0  5-10

有关铝合金的基本知识

1、根据我司推车产品的要求，一般选用6060 6063 6061等三种牌号的材料。

6061：强度好，延展性较好，适合做推杆、前轮支架、后轮支架等φ16以上的受力结构件。

6063：强度较好，延展性好。

6060：性能介于6061和6063之间，适合于生产φ16以下的管材。

2、有关时效状态的名词：

T1状态：铝材经挤压成型后空冷的硬度状态（风吹）。

T4状态：铝材经挤压成型后水冷的硬度状态。

T5状态：在T1后再经人工时效后的状态。

T6状态：在T4后再经人工时效后的状态。

3、一般常用材料人工时效后达到的硬度值：

6061：16°

6060：13~14°

6063：13°

6005：15°

4、常用材料的通用工艺流程：

6060→T1→成形加工→T5

6061→T4→成形加工→T6

6063→T1→成形加工→T5

5、时效工艺：

装炉→升温到175℃(±5℃) →保温8H→出炉空冷。

注意点：

a． 装炉：要求工件之间能有足够的间隙能使热量循环传导，达到各点温度均匀。

b． 炉温：175°仅是理论温度，实际生产是应根据时效炉的结构来具体确定。

c． 如同一炉的工件都是6061，可以采用如下工艺：升温→200℃→保温3H→出炉空冷。

6、其它：

F状态：铝材经挤压成型后空冷（不风吹）的硬度状态硬度在7°~9°。适用做自行车车架焊接材料。

O状态：铝材经挤压戌型后再经加热退火后的硬度状态，硬度很低。适用做一些成形加工工艺极其复杂、

延伸率要求极高的材料。