硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化法，这是一种铝和铝合金特殊的阳极氧化表面处理工艺。此种工艺，所制得的阳极氧化膜最大厚度可达250微米左右，在纯铝上能获得1500kg/mm2的显微硬度氧化膜，而在铝合金上则可获得400～600kg/mm2的显微硬度氧化膜。其硬度值，氧化膜内层大于外层，即阻挡层大于带有孔隙的氧化膜层，因氧化膜内有松孔，可吸附各种润滑剂，增加了减摩能力，氧化膜层导热性很差，其熔点为2050℃，电阻系数较大，经封闭处理（浸绝缘物或石蜡）击穿电压可达2000V，在大气中较高的抗蚀能力，具有很高的耐磨性，也是一种理想的隔热膜层，也有良好的绝缘性，并具有与基体金属结合得很牢固等一系列优点，因此在国防工业和机械零件制造工业上获得及其广泛的应用。主要应用于要求高耐磨、耐热、绝缘性能好等的铝和铝合金零件上。如各种作为圆筒的内壁，活塞、汽塞、汽缸、轴承、飞机货舱的地板、滚棒和导轨、水利设备、蒸汽叶轮、适平机、齿轮和缓冲垫等零件。用硬质氧化工艺来代替传统的镀硬铬镀层，与硬铬工艺相比它具有成本低，膜层结合牢固，镀液，清洗废液处理方便等优点。但此工艺所得膜层的缺点是膜层厚度较大时，对铝和铝合金的机械疲劳强度指标有所影响。硬质阳极氧化电解方法很多，例如：硫酸、草酸、丙二醇、磺基水杨酸及其它的无机盐和有机酸等。所用电源可分为直流、交流和交直流叠加电源等几种，目前广泛应用的有下列两种硬质阳极氧化。
（1）硫酸硬质阳极氧化直流法；
（2）草酸硬质阳极氧化交直流重选法。
其中，硫酸法是目前得到较广泛应用的一种硬质氧化法.
1 硬质阳极氧化原理
铝合金硬质阳极氧化原理，就是在电场的作用下，加速铝合金表面氧化膜的形成即用铅板作阴极，铝合金制作阳极，稀硫酸溶液作电解液，当通过直流电时，H+便向阴极移动，产生阴极反应： 4H2+4e=2H2↑而OH-便向阳极运动产生阳极反应： 4OH－－4e=2H2O+2O↑当在阳极上失去多余的电子，所析出的氧呈原子状态,由于原子状态的氧要比分子状态的氧更为活泼，更易与铝起反应： 2A1+3O→A12O3 上述—反应在铝和铝合金制件表面是均匀地，同时进行地。
氧化膜随着通电时间的增加，电流增大而促使氧化膜增厚。与此同时，由于（Al2O3）的化学性质有两重性，即它在酸性溶液中呈碱性氧化物，在碱性溶液中呈酸性氧化物。无疑在硫酸溶液中氧化膜液发生溶解，只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度，氧化膜才有可能增厚，当溶解速度与生成速度相等时，氧化膜不再增厚。当氧化速度过分大于溶解速度时，铝和铝合金制件表面易生成带粉状的氧化膜。
硬质阳极氧化的电解液时在-10℃～+5℃左右的温度下电解。由于硬质阳极氧化所生成的氧化膜层具有较高的电阻，会直接影响到电流强度的氧化作用。为了取得较厚的氧化膜，势必要增加外电压，其目的是为了消除电阻大的影响，而使电流密度保持一定，但电流较大时会产生激烈的发热现象，加上生成氧化膜时会放出大量的热量，使零件周围电解液温度剧烈上升，温度上升将会加速氧化膜的溶解，使氧化膜无法变厚。另外，发热现象在膜层与金属的接触处最严重，如不及时解决，加工零件的局部表面会因温度上升而被烧坏。
解决办法，就是采用冷却设备和搅拌相结合。冷却设备使电解液强行降温，搅拌是为了使整槽电解温度均匀，以利于获得较高质量的硬质氧化膜。
2 硬质阳极氧化法工艺要求
为了得到质量较好的硬质阳极氧化膜，并能保证零件所需要尺寸，必须按下列要求来进行加工.
2.1 锐角倒圆被加工零件不允许有锐角、毛刺以及其它各种尖锐的有棱角的地方因为硬质氧化，一般阳极氧化时间均是很长的，而且氧化过程（A1+O2→A12O3+ Q ）本身就是一个放热反应。又由于一般零件棱角的地方往往又是电流较为集中的部位所以这些部位最易引起零
件的局部过热，使零件被烧伤。因此铝和铝合金所有棱角均应进行倒角处理，并且倒角y 圆半径不应小于0.5毫米
.
2.2 表面光洁度硬质阳极氧化后，零件表面的光洁度是有所改变的，对于较粗糙的表面来说，经此处理后可以显得比原来平整一些，而对于原始光洁度较高的零件来说，往往经过此种处理后，显示的表面光洁光亮度反而有所降低，降低的幅度在1～2级左右.
2.3 零件尺寸的余量因硬质氧化膜的厚度较高，所以如需要进一步加工的铝零件或以后需要装配的零件，应事先留有一定的加工余量，及指定装夹部位。因硬质阳极氧化时，要改变零件尺寸，故在机械加工时，要事先预测，氧化膜的可能厚度和尺寸公差，而后在确定阳极氧化前的零件实际尺寸，以便处理后，符合规定的公差范围。一般来说，零件增加的尺寸大致为生成氧化膜厚度的一半左右。
2.4 专用夹具因硬质阳极氧化的零件在氧化过程中，要承受很高的电压和较高的电流，一定要使夹具和零件能保持极良好的接触，否则将因接触不良而造成击穿或烧伤零件接触部位的毛病。所以要求对不同形状的零件，以及零件氧化后的具体要求来设计和制造专用夹具。
2.5 局部保护如在同一个零件上，既有普通阳极氧化又要有硬质阳极氧化的部位因根据零件的光洁度和精密度来安排具体工序。通常首先进行普通的阳极氧化，在进行硬质阳极氧化，把不需要进行硬质阳极氧化的表面加以绝缘，绝缘的方法有用喷枪或毛刷，将以配制好硝基胶或过氢乙烯胶涂抹于不需要处理的表面，绝缘层要涂的薄而均匀，每涂一层应在低温下干燥30～60分钟共涂2～4层即可。
3 硬质氧化工艺流程铝零件化学除油（也可用超声波除油）清洗中和清洗硬质阳极氧化处理清洗热水或蒸汽封闭成品
4 硫酸法硬质阳极氧化的电解液配方及操作规范（见表1）
4.1 工艺配方表 1 名称配方1 配方2 配方3
硫酸D=1.84?(g?L) 200～300 15% 10%
温度?℃ 0.5～5 20～25 25～100
槽端电压?V 40～90 25～60L 由40～120L —— -8～10 0 -5～5
时间?h 2～2.5 2 2
搅拌需空气搅拌需空气搅拌需空气搅拌
4.2 操作方法
（1）首先打开降温设备，将电解液温度降低到工艺所规定的温度范围内，阴极挂铅版，然后把装挂好的零件放置在阳极导电杠上卡紧，零件与零件之间，零件与阴极之间一定要保持较大的距离，绝对不能接触。打开压缩空气电解液搅拌（注意：压缩空气一定要进行除油处理）。
（2）送以直流电源，开始的电流密度一般为0.5A/dm2,在25分内分5～8次逐步升高到2.5 A/dm2。以后保持电流密度2.5 A/dm2,均每隔5分钟，调查一次电流开始电压为8～12V，最终电压可根据膜层的厚度和材料不同而定。
（3）在硬质阳极氧化过程中，须经常注意电压和电流表，如发现有电流突然增加，电压下降的现象，这说明零件膜层局部已溶解，应立即关闭电源，检查并取出溶解的零件，其它零件可继续进行氧化处理，电流可一次给足。
4.3 各种因素对氧化膜硬度和生长速度的影响
铝和铝合金表面上能否生成优质的硬质氧化膜层，主要取决于电解液的成份浓度，温度，电流密度，及其原材料的成分。
4.3.1 电解液的浓度
采用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时，一般在10％～30％浓度范围内，浓度低时，氧化膜硬度高，特别是纯铝比较明显，但对铜含量较高的铝合金（CY12）例外。因为含铜量较高的铝合金易生成CuAl2的化合物，这种化合物在氧化时溶解速度较快，极易烧毁铝零件。所以
一般不适合用低浓度的硫酸电解液，必须在高浓度（H2SO4在 300～
400g/L）中进行氧化处理或采用交直流电叠加法处理。
4.3.2 温度对膜层的影响
电解液温度对氧化膜的耐磨性影响极大，一般来说，如果温度下降，那么铝和铝合金的阳极氧化膜耐磨性能就增高，这是由于电解液对于膜的溶解速度下降所造成的，为了获得较高硬度的氧化膜。我们要掌握温度在±2℃范围内进行硬质阳极氧化处理为好。铝零件汽油洗涤装挂涂绝缘胶洗涤出光清洗室温硬质阳极氧化清洗吹干涂绝缘胶卸挂具封闭成品此工艺所得硬质氧化膜质量；外观，膜层应呈均匀的深黑色，兰黑色或褐色；厚度，膜层约为50μm；硬度：硬膜度HV>300
4.4 该工艺具有以下特点
（1）该工艺规范较广，包括槽液浓度范围宽，工作温度可以从0～30℃（较宽）允许电流密度由5～15 A/dm2,氧化30～90分，获得的显微硬度可达HV300～500，膜层50μm。
（2）本工艺特别使用于含铜5％以下的各种排号的铝合金。
（3）适用于深盲孔内表面氧化，可得较均匀得氧化膜。
（4）槽液维护方便，虽然苹果酸价格较硫酸高，但不需要冷冻降温设备，相对来讲，生产成本较低的。
5 铝合金磺基室温硬质氧化
5.1铝合金磺基室温硬质氧化液组成及其工艺规范（见表2）
表 2
名称配方1 配方2
硫酸 H2SO4（g?L） 10～15 15～20
磺化蒽 C14H10(ml?L) 3.5～5 7～9
柠檬酸（g?L）—— 40
乳酸（g?L） 30～40 30～40
硼酸（g?L） 35～40 ——
温度?℃ 18～30 5～35
阳极电流密度? A/dm2 10～20 15～20
时间? min 80～100 90
1号配方比2号配方便宜，成本低，因硼酸价格比柠檬酸便宜。在相同温度下（30～32℃），2号配方氧化膜质量比1号好。1号配方含有硼酸，因硼酸溶解度较小，所以工作温度不能小于15℃，否则要产生大量沉淀。
5.2 磺化蒽的制备与提纯
5.2.1 粗蒽的纯化因粗蒽中含有一定量的煤焦油和水分，它们和粗蒽互相渗透混合成块状和粒状而不是粉末状的物质，在磺化前必须除掉。否则，会影响氧化膜质量。为确保磺化蒽质量，在粗蒽磺化之前，必须先进行清洗，其方法如下：
（1）将煤油和粗蒽混合后放入蒸馏烧瓶内，盖上软木塞，插上回液冷凝管，在甘油浴中回流了30分钟；
（2）蒸馏后的上层清液倒入烧杯中冷却至室温，让粗蒽结晶析出沉淀于烧瓶底部；
（3）进行过滤，将滤物倒入原蒸馏瓶内，继续回流30分钟；
（4）将蒸馏后溶液倒入烧杯中冷却至室温，让粗蒽结晶沉淀，并反复安3),4)工序处理；（5）将第一次清洗过滤的粗蒽倒入蒸馏瓶内，安1)～5)各道工序重复处理；
（6）将最后一次清洗过滤的粗蒽放在瓷瓶中晾干。
5.2.2 磺化过程
（1）按比例1：1的浓硫酸和纯化过的粗蒽分别称量，然后先放浓硫酸在烧杯中，用玻璃棒搅拌将粗蒽加入浓硫酸中，继续不断搅拌，直到无颗粒的均匀的糊状为止。
（2）在加热50～80℃下不断搅拌，直至浓烟放出，在加热升温至120～150℃，直至混合成液态，并出现小气泡冒出，待冷却后，即成坚硬的深黑色块状体。
（3）加入所需量的去离子水，加热溶解成水溶液（加热温度70～80℃）。
5.2.3 本工艺氧化液成分及其操作条件的影响
（1）磺化蒽浓度增加，工作电压也增加，氧化膜硬度也增加，但氧化膜的厚度是随着磺化蒽浓度增加而减少。
（2）硼酸浓度的影响：硼酸增加，电压下降，但氧化膜的硬度和厚度有所增高，膜层孔隙率减少，因硼酸本身是一种弱酸，对氧化膜溶解小；另一方面，硼酸在氧化过程中，产生硼的氧化物和三氧化二铝的同时结晶析出，所以硼酸添加能降低氧化膜的溶解率，提高氧化膜质量。但硼酸溶解度是随着温度升高而增加的，当在15℃时，只能溶解3％左右，而在槽中硼酸含量大于4％～5％，对氧化膜的形成有利，所以槽液温决不能低于18℃。
（3）乳酸的影响：因乳酸时带羟基的有机弱酸（30g/L， pH=2.32）对氧化膜腐蚀较小，此外由于羟基的存在，使电解液显出很强的还原性，能改善工作条件，防电解液在氧化过程中温度升高，乳酸的影响也是随着浓度的增加，电压下降，氧化膜硬度略有下降。
(4）柠檬酸的影响：柠檬酸是三元有机酸，分三级电离，电离常数K值分别为8.4×10-4 ；
1.8×10-5； 4×10-6，电离度小，属于弱酸，pH值较大，每升含有50g时pH=
2.3，对氧化膜的溶解度小，所以若单用柠檬酸时，由于柠檬酸特性，在50℃以下膜层是致密无孔的柔软镀层。在此工艺中，因有相应的游离硫酸和磺化蒽的存在，因此，在35℃以下能顺利地进行硬质阳极氧化。
（5）电流密度的影响：电压、氧化膜硬度和厚度都随着电流密度增加而增加。
（6）温度的影响：温度应严格控制在工艺范围内，当温度低时，氧化膜硬度较高；温度升高，厚度逐渐增加，硬度逐渐下降。
（7）时间影响：氧化时间延长对不同规格的铝所生成的膜层硬度也不同，对铸铝、锻铝都较好；但对硬铝、铝铜合金反而不利。
6 硬质阳极氧化的挂具设计及设备条件
6.1 硬质阳极氧化挂具
硬质阳极氧化挂具和夹具应具有足够的机械强度和刚度，以免制件在搅拌电解液时，被急流的溶液冲下来。此外，挂具应有良好的接触导电性能，重量要轻，坚固耐用，装卸制件方便，装载量和零件布局应有适当的要求。硬质阳极氧化挂具常用的有两种类型：一种是具有压紧螺钉的夹具，另一种是用螺栓连接夹板或夹具。其中所有与制件的触点，均由铝、铝镁合金和铝硅镁合金制成，除了制件接触部位有导电要求外，其它部位都要与挂具绝缘处理，使其成为非导体，这样可使阳极氧化过程都集中在制件上，提高生产效率，节约挂具的金属材料以及电能消耗。
6.2 硬质氧化溶液的发热和氧化膜再溶解问题
在氧化时工作表面通过较大电流，因氧化膜具有很大电阻，热量大部分集中在氧化膜部位上。发热量可用下列公式计算：焦耳热Q1=0.864×电压×电流（千卡/小时）氧化液发热量Q2=2.334×电流（千卡/小时）阳热氧化反应热 2Al+3[O]→Al2O3+375800卡总发热量Q=(Q1+Q2)×1.1（千卡/小时）根据上式可设计冷却用冷冻设备，硬质氧化发热量必须迅速交换掉，如不及时冷却，生成氧化膜不仅仅是化学溶解，而且也由于加入电场发生电化学溶解。这样，就严重影响了膜层的表面光洁度，同时也使得厚度降低。因此，必须要有强制性冷却措施，使电解液保持低温，才能获得较大硬度的氧化膜。
6.3 硬质阳极氧化电器设备
硫酸硬膜直流法阳极氧化工艺只需要直流发电机或整流器，其中使用整流器效率较高，并要求设置恒电流控制，在膜生长时要设置电压上升的自动装置。
7 封闭后处理
硬质阳极氧化封闭应在热离子水或5％重铬酸盐溶液中进行，室温封闭为15～30分钟，也有用无水的油或蜡在80℃下，封闭15～30分钟。
8 硬度氧化质量检验
8.1 外观由于铝材的不同和工艺不同，氧化膜外观的颜色也不一样，膜层由褐色，深褐色，灰色到黑色；电解液温度愈低，氧化膜愈厚。不允许有烧焦或易搅拌的疏松膜层，也不允许因局部受热使氧化腐蚀的光亮斑点和边缘角部分膜层脱落的现象存在。整个零件表面，除夹具影响外，局部表面不得有无氧化膜的地方，允许包铝板全件氧化膜出现小裂纹。
8.2 氧化膜厚度测试从零件或试件正切取横向试片在全相显微镜下测定厚度，也可用涡流测厚仪直接测出氧化膜厚度。
8.3 硬度测定显微硬度可以用显微硬度计在横向上测出，不应低于300kg/mm2.。
硬质阳极氧化处理工艺条件和要求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。 b 反应生成物几乎不溶解，在阳极的表面形成附着性很强的绝缘性薄膜，一般将其称之为阻挡性氧化膜或称密膜层。阻挡性氧化薄膜是在通电后的数秒钟内形成。
c 氧化生成物大部分溶解，电解抛光就是属于这种情况。
d 反应生成物是坚固的氧化膜，而且一部分是可溶的。即在氧化膜生成的同时，有一部分溶解，结果在膜中形成针孔，使电流得以继续通过。随着氧化膜的不断加厚，电阻会不断增大，膜的成长速度亦随之降低。当膜的成长速度与膜的溶解速度相同时，膜的厚度就保持一定而不再增加。这层氧化膜称之为多孔性氧化膜，就是铝阳极氧化膜的主要组成部分，其同阻挡性氧化薄膜一起组成完整的氧化膜。多孔层倒园椎形孔溶解后变成针尖状氧化膜增长到极限密膜层铝基体 a b c d
e 图2 阳极氧化膜随电解时间的延长发生变化的情况当铝通电时，首先在其表
面形成密膜层(图
2a)，随后密膜层变为多孔层(图2b)，多孔层的厚度随着电解时间的延长几乎成直线变厚，但随着电解时间的进一步增加，由于上层部分的氧化膜是在电解初期形成的，长时间浸在电解液中，使多孔层的针孔溶解变薄，而中心部分的氧化层，在电解液中浸渍的时间较短，孔壁溶解较少，结果形成了外大内小的倒园椎形孔(图2c)，电解时间继续延长时，氧化膜的最上部孔壁进一步溶解而变为针尖状(图2d)，电解时间再增加，则图2d上层因溶解而消失，而靠近最上层再次形成针尖(图2e)，下部生长上部溶解，周而复始，达到膜的成长速度与溶解速度相同时，即使电解时间再长，氧化膜的厚度亦不会再增加。氧化膜的生成过程还可以用图3所示的电压—时间曲线来说明，图3曲线大致可以分为三段： ab段形成密膜层这层密膜层在通电开始的几秒到几十秒时间内形成。 12 b c 10 d 8 6 4 2 a 0 10 20 30 40 50 时间s 图3 铝阳极氧化特性曲线 bc 段膜孔的出现阳极电压达到最大值后开始有所下降，这时由于密膜层膨胀而变得凹凸不平，凹处电阻较小而电流较大，结果发生电化学溶解和溶液浸蚀的化学溶解，使凹处不断加深而出现孔穴，这就出现电阻减小而电压下降。 cd 段多孔层增厚大约在20s后，电压趋向平稳，阻挡层的厚度不再增加。随着氧化的继续进行，电压稍有增加，氧化反应仍在阻挡层与基体的界面上继续进行，最后达到膜的行成和膜的溶解平衡。该平衡到来的时间愈长，则氧化膜愈厚。 3 阳极氧化方法的分类
铝的阳极氧化可以在多种电解液中进行。如硫酸、铬酸盐、锰酸盐、硅酸盐、草酸、草酸盐等各种各样，但在现代工业中应用的主要有硫酸、铬酸、磷酸和草酸等四种酸。硫酸法是1937年美国首先公布的专利，铬酸是法是英国人发个明的，草酸法则是日本和德国首先在工业上应用。表 1 阳极氧化处理按用途分类法用途阳极氧化方法的种类防蚀耐磨装饰光学涂料底层电镀底层建材硫酸法、草酸法、铬酸法，其它有机酸法硬质阳极氧化法(草酸、硫酸)电解抛光、硫酸法电解抛光、硫酸法硫酸渐、铬酸法磷酸法自然发色法、电解着色法用各种不同阳极氧化方法生产的氧化膜，在外观、性质、色调上都有很大的差异。通常都根据用途来选择适当的氧化方法。阳极氧化的种类及用途如表1所示。从表1所列可以看出，在众多的阳极氧化方法中，硫酸法是应用最普遍的一种方法。 4 硫酸法阳极氧化工艺 4.1 硫酸阳极氧化的特点铝及铝合金在10%～20%硫酸电解液中获得的氧化膜具有许多特点：有极强的吸附能力(即着色和封闭性能好)，较高的硬度(150～400HV 左右)，比未氧化的钝铝高出5～10倍(钝铝的硬度为30～40HV)，良好的耐磨性和抗蚀性。纯铝的膜层厚度可达40μm，一般防护-装饰性氧化膜厚度为5μm～25μm。氧化处理后的制件尺寸会有所增大,表面粗糙度亦会相应增加。纯铝和铝镁合金上所得膜层透明，染色后色彩鲜艳，经过抛光的铝制件，进行阳极氧化后，可得到镜面的光洁光亮表面。几乎所有的铝及铝合金都可以采用硫酸阳极氧化，但不适用于搭接、铆接、点焊及有焊缝隙的零组件，较疏松的铸件亦不宜采用。硫酸阳极化电解液具有成分十分简单、允许杂质含量范围大、操作简便极易掌握和生产成本低等优点，因而被广泛应用于各个工业领域。 4.2 硫酸阳极氧化的工艺流程 (略) 4.3 硫酸阳极氧化的配方及工艺规范硫酸阳极化的配方及规范见表2。从表2可以看表2 硫酸阳极氧化配方及工艺规范成分及条件应用范围最佳条件硫酸(比重)1.84) 100～300g/L 150 g/L5g/L 铝离子 20 g/L以下槽液温度 15～20±2℃ 21±1℃电流密度 0.6～3 A/dm21.3±5%A/ 时间按厚度确定 6063铝合金10μm30min，18μm60min L5工业纯铝3.8μm10min，23μm60min 槽电压 10～20V 16V 到硫酸阳极化电解液(硫酸)的浓度范围相当大，但最佳条件规定得十分严格，范围非常狭窄，其目的是确保生产的产品质量稳定，一致性好。表3是国内常采用的配方和操作规范。成分及操作规范配方 1 2 3 4 硫酸(d=1.84)草酸甘油 180～200g/L 150～160 150～2005～6 150～16050 温度阳极电流密度电压 15～25
℃0.8～1.5A/dm212～22V 20±1℃1.1～1.5 A/dm218～20 V 15～25℃0. 8～1.2 A/dm218～24 V 20℃1～3 A/dm216～18 V 表3是国内最常用的几个配方。配方1为通用型配方；配2适用于建筑用铝合金；配方3、4为有添加剂的溶液。
我所采用的硫酸阳极氧化配方及规范如表4。表4 我所采用的阳极氧化配方及工艺规范成分及操作规范配方硫酸(d=1.84) 160～180 g/L 温度阳极电流密度电压时间 13～20℃0.8～1.0A/dm212～14V50～60min 这一配方及相应的工作规范应该是结合我所产品要求的特点制定的，但氧化时间规定为50～60min，似不合适，因为不同用途的氧化膜都已经规定了厚度范围(见6.2表8)，那么，氧化时间就应根据近要求膜的厚度来确定。
4.4 影响氧化膜质量的因素
4.4.1 硫酸浓度的影响能否获得较厚的氧化膜，取决于膜的溶解与生长速度之比。随着硫酸浓度增加，氧化膜的溶解速度增大，成长速度减慢。因此，采用较稀硫酸溶液有利于膜的增厚。在浓电解液中形成的氧化膜，其孔隙率较高，着色性能较好，但膜的硬度和耐磨性较低。硫酸浓度过高，膜的溶解速度就大，此时所得到的氧化膜薄而软，且容易起粉。在较低浓度溶液中得到的氧化膜，其耐磨性较好，但浓度也不能太低。当硫酸浓度过低时，因为电解液的溶解作用小，阻挡层变厚，电阻会增大，电压就会升高，氧化时间亦须要加长，所得到的膜光亮度降低，颜色变深且硬而脆，孔隙率亦低，不易着色，一般硫酸浓度控制在15%左右为佳。电压 LF2 LD31 LF21 (V) 25 25 25 1 1 20 1 20 20 2 15 2 15 2 15 3 3 3 10 5 10 5 10 5 10 20 30 40 10 20 30 40 10 20 30 40 时间(min) 时间(min) 时间(min) 图4 溶液中硫酸浓度与电压的关系 1—5%浓度2—10%浓度3—15%浓度 4—20%浓度 5—25%浓度6—30%浓度
4.4.2 溶液温度的影响
温度是决定氧化膜质量的重要因素。温度变化对氧化膜的影响同硫酸浓度变化对氧化膜的影响基本相同。电解液温度升高，氧化膜的溶解速度加大，成膜速度就减小，氧化膜的厚度必然随着减小。图4、5、6分别列出了温度对氧化膜性能的影响。温度对膜的硬度和耐蚀性也会产生很大影响。最氧 60 初 40 化溶膜解 30 重 40 率量 20 1 2 20 10 3
0 10 20 30 40 50 0 20 30 40 50 0 温度℃温度℃温度℃ 1-30%H2SO4； 2-15%H2SO4 3-5%H2SO4 图5 温度对膜成长的影响图6 温度对膜溶解速度的影响图7 温度对膜耐磨性的影响一般将温度控制在18～20℃时获得的氧化膜多孔，吸附性好，但耐磨性较差。温度高于26℃，膜的质量会明显下降，超过30℃有出现过腐蚀的危险。在装饰性氧化工艺中，温度控制在0～3℃，温度波动±1℃，硬度可以达到400HV以上，缺点是当制件受力发生变形或弯曲时，氧化膜会发生脆裂，对于易变形的制件宜将电解液温度控制在8～10℃范围内。由于阳极氧化过程伴随着放热反应，膜的生成热相当大，氧化膜的形成加大了电解液的电阻，将大量电能转变成热能，促使溶液温度上升，加速膜的溶解，使膜表面起粉。温度更高时，氧化膜甚至会变得不连续。因此，需要及时启动降温系统，严格控制电解液的温度在规定的工艺范围内。为了防止阳极氧化过程中溶液升温过快，给氧化槽的体积电流密度，提出了要求，即体积电流密度不应大于0.3A/L，即以现有的1000L槽，其最大工作电流强度不应超过300A。
4.4.3 电压和阳极电流密度的影响
电压和阳极电流密度在阳极氧化过程中，有密切的关系(见图8)，随着电流密度的增加电压也缓缓上升。 20 15 10 5 0 1 2 3 4 5 电流密度Adm2 电流密度Adm2 图 9 电流密度对膜成长速度的影响图8 电流密度与电压的关系阳极氧化的初始电压对膜的结构影响很大。电压较高生成的膜孔较大，但孔隙率低；电压过高电流也会很大，致使膜层十分粗糙。且制件的棱角边缘处易被严重击穿。氧化开始时，电压应逐步升高，此操作对提
铝表面阳极氧化处理方法 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
硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化法，这是一种铝和铝合金特殊的阳极氧化表面处理工艺。此种工艺，所制得的阳极氧化膜最大厚度可达250微米左右，在纯铝上能获得1500kg/mm2的显微硬度氧化膜，而在铝合金上则可获得400～600kg/mm2的显微硬度氧化膜。其硬度值，氧化膜内层大于外层，即阻挡层大于带有孔隙的氧化膜层，因氧化膜内有松孔，可吸附各种润滑剂，增加了减摩能力，氧化膜层导热性很差，其熔点为2050℃，电阻系数较大，经封闭处理（浸绝缘物或石蜡）击穿电压可达2000V，在大气中较高的抗蚀能力，具有很高的耐磨性，也是一种理想的隔热膜层，也有良好的绝缘性，并具有与基体金属结合得很牢固等一系列优点，因此在国防工业和机械零件制造工业上获得及其广泛的应用。主要应用于要求高耐磨、耐热、绝缘性能好等的铝和铝合金零件上。如各种作为圆筒的内壁，活塞、汽塞、汽缸、轴承、飞机货舱的地板、滚棒和导轨、水利设备、蒸汽叶轮、适平机、齿轮和缓冲垫等零件。用硬质氧化工艺来代替传统的镀硬铬镀层，与硬铬工艺相比它具有成本低，膜层结合牢固，镀液，清洗废液处理方便等优点。但此工艺所得膜层的缺点是膜层厚度较大时，对铝和铝合金的机械疲劳强度指标有所影响。硬质阳极氧化电解方法很多，例如：硫酸、草酸、丙二醇、磺基水杨酸及其它的无机盐和有机酸等。所用电源可分为直流、交流和交直流叠加电源等几种，目前广泛应用的有下列两种硬质阳极氧化。 （1）硫酸硬质阳极氧化直流法； （2）草酸硬质阳极氧化交直流重选法。 其中，硫酸法是目前得到较广泛应用的一种硬质氧化法. 1 硬质阳极氧化原理 铝合金硬质阳极氧化原理，就是在电场的作用下，加速铝合金表面氧化膜的形成即用铅板作阴极，铝合金制作阳极，稀硫酸溶液作电解液，当通过直流电时，H+便向阴极移动，产生阴极反应： 4H2+4e=2H2↑而OH-便向阳极运动产生阳极反应： 4OH－－4e=2H2O+2O↑当在阳极上失去多余的电子，所析出的氧呈原子状态,由于原子状态的氧要比分子状态的氧更为活泼，更易与铝起反应： 2A1+3O→A12O3 上述—反应在铝和铝合金制件表面是均匀地，同时进行地。 氧化膜随着通电时间的增加，电流增大而促使氧化膜增厚。与此同时，由于（Al2O3）的化学性质有两重性，即它在酸性溶液中呈碱性氧化物，在碱性溶液中呈酸性氧化物。无疑在硫酸溶液中氧化膜液发生溶解，只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度，氧化膜才有可能增厚，当溶解速度与生成速度相等时，氧化膜不再增厚。当氧化速度过分大于溶解速度时，铝和铝合金制件表面易生成带粉状的氧化膜。 硬质阳极氧化的电解液时在-10℃～+5℃左右的温度下电解。由于硬质阳极氧化所生成的氧化膜层具有较高的电阻，会直接影响到电流强度的氧化作用。为了取得较厚的氧化膜，势必要增加外电压，其目的是为了消除电阻大的影响，而使电流密度保持一定，但电流较大时会产生激烈的发热现象，加上生成氧化膜时会放出大量的热量，使零件周围电解液温度剧烈上升，温度上升将会加速氧化膜的溶解，使氧化膜无法变厚。另外，发热现象在膜层与金属的接触处最严重，如不及时解决，加工零件的局部表面会因温度上升而被烧坏。 解决办法，就是采用冷却设备和搅拌相结合。冷却设备使电解液强行降温，搅拌是为了使整槽电解温度均匀，以利于获得较高质量的硬质氧化膜。 2 硬质阳极氧化法工艺要求 为了得到质量较好的硬质阳极氧化膜，并能保证零件所需要尺寸，必须按下列要求来进行加工. 2.1 锐角倒圆被加工零件不允许有锐角、毛刺以及其它各种尖锐的有棱角的地方因为硬质氧化，一般阳极氧化时间均是很长的，而且氧化过程（A1+O2→A12O3+ Q ）本身就是一个放热反应。又由于一般零件棱角的地方往往又是电流较为集中的部位所以这些部位最易引起零
DIY铝合金硬质阳极氧化处理 DIY, 铝合金 最近听到有的朋友说“DIY铝合金零件长时间后，会出现一些氧化，表面黯淡了许多！！”“铝的东西喷漆不牢靠，一刮就掉！！”“能否让铝的零件看上去向不锈钢一样有质感？或者镀上颜色？？”其实阳极表面处理并不少见，许多厂家出的铝质狗配件多数采用此技术，常见的有GB-Tech/G&G等等。还有自行车车架、棒球棍、SureFire电筒……今天向各位有需要的弟兄公布“祖传阳极技术”（说笑的！！）与弟兄们共享！！！！铝合金阳极初解：铝合金经硬质阳极氧化处理，表面可形成厚度３０～５０μｍ和硬度约５００ＨＶ左右的膜层，具有优异抗蚀和耐磨性能。铝合金硬质阳极氧化处理后的应用范围十分广泛，涉及纺织、自行车、照相机、气动元件、手术器械、光学仪器等各行业，适用于缸套、活塞、齿轮、叶轮、导轨、轴承、模具工程构件。下面就到了如何在家中进行阳极处理———— 一、条件：必定是铝或是铝的合金才能阳极。 二、设备：瓦盆（陶盆、瓦缸也可以，只要耐酸性溶液腐蚀，能放得下零件就行） 三、电源：9.6V---12V的电池或直流变压器 四、溶液：浓度为12%硫酸（H2SO4）溶液。（例如：100毫升的溶液中，硫酸占12毫升，水88毫升） 五、不锈钢板2块（100mmX100mmX300mm的尺寸） 六、导线若干 4 步骤如下—————— 需要阳极的零件先要彻底除油（包括指纹、手汗、脏东西等等）例如用微温的洗衣粉水擦洗后用清水彻底冲洗，晾干。 2、往玻璃缸中灌入体积为88%的自来水，然后再一面用玻璃棒搅拌一面缓慢的加入体积为12%的浓硫酸，注意一定不要先放硫酸再放水，因为浓硫酸与水会产生高热，这样水会炸沸的！！！很危险！！！溶液的量已能淹没过零件为准。估计需要数小时才会冷却至室温，溶液温度在10摄氏度以下时阳极硬度很高，超过20摄氏度效果不好，切记！！！ 把不锈钢板焊上导线，或穿孔用不锈钢丝穿过使其导电，并串联起来。浸没溶液中并处于瓦盆两侧（贴着盆壁）接通直流电源的负极。 4、把已经除油并干燥的零件用不锈钢丝接通直流电的正极。浸没于溶液当中。 静待60分钟，大功告成！ A、如果原先零件已经充分完美的抛光（如镀铬一样），阳极后会呈现不锈钢的质感，而且表面耐刮伤！！! B、如果想呈现枪灰或是雾黑的质感，阳极前就要先进行喷沙处理，阳极刚结束用镊子夹出（防油污）置入黑色或灰色“矿物染料”（化工店有售）溶液中。想颜色深些就泡久一点。总之泡什么色就得什么色！！！ 最后用温热机器润滑油全部擦拭表面，使其封闭钝化，此法可保持永久的色泽不变。 其实所谓阳极就是使铝件接通正极（阳极），通过酸性
铝及铝合金阳极氧化、着色及封闭的现状和发展趋势 1前言 铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而，铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生磨蚀破损，因此，铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少磨蚀，延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层，以显著改变铝合金的耐蚀性，提高硬度、耐磨性和装饰性能。 阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。然而，铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质侵蚀，心须进行封孔处理，以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。 2铝及铝合金的阳极氧化 2.1普通阳极氧化 铝及其合金经普通阳极氧化可在其表面形成一层Al2O3膜，使用不同的阳极氧化液，得到的Al2O3膜结构不同。阳极氧化时，铝表面的氧化膜的成长包含两个过程：膜的电化学生成和化学溶解过程。只有膜的成长速度大于溶解速度时，氧化膜才能成长、加厚。普通阳极氧化主要有硫酸阳极氧化、铬酸阳极氧化、草酸阳极氧化和磷酸阳极氧化等，以下介绍一些普通阳极氧化新工艺。 2.1.1宽温快速阳极氧化[1] 硫酸阳极氧化电解液的温度要求在23℃以下，当溶液的温度高于25℃时，氧化膜变得疏松、厚度薄、硬度低、耐磨性差，因此在原硫酸溶液中加入氧化添加剂对原工艺进行改进，改进后的溶液配方为： 硫酸（ρ＝1.84g／cm3）150－200g／L（最佳值160g／L）CK－LY添加剂20－35g／L （最佳值30g／L）铝离子0.5－20g／L（最佳值5g／L） CK－LY氧化添加剂包括特定的有机酸和导电盐，前者能提高电解液的工作温度，抑制阳极氧化膜的化学溶解，在较高的温度下对抑制氧化膜疏松有良好的作用；后者能增强电解液的导电性，提高电流密度，加快成膜速度。该添加剂溶于硫酸电解液，对电解液中的金属离子有络合作用，使溶液中铝离子的容忍量提高，氧化液的寿命延长，操作温度可达30℃以上，而普通硫酸氧化工艺21℃以上就必须开冷水机；同时减少了氧化时间，并可获得高质量的氧化膜。 2.1.2硼酸－硫酸阳极氧化[2] 硼酸－硫酸阳极氧化是取代铬酸阳极氧化的一种薄层阳极氧化新工艺。硼酸－硫酸阳极氧化溶液的组成为：45g/L H2SO4＋8g/L H3BO3。阳极氧化膜退膜溶液：按ASTMB137(美国实验材料标准)规定溶液，即：20g/L CrO3＋35mL/L H3PO4。 2.1.3其它方面工艺的改进 巩运兰等对铝在铬酸中高电压阳极氧化进行了研究[3]，结果表明，铬酸体系高电压阳极氧化得到的氧化膜多孔，膜孔径极不规整，呈树枝状，浓度对孔径和膜厚都有影响。
袁海兵等 铝合金硬质阳极氧化工艺的研究 铝合金硬质阳极氧化工艺的研究 袁海兵,黄承亚,谢刚 (华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640) [摘 要] 为了研究阳极氧化工艺条件对硬质氧化膜的厚度、耐蚀性、表面形貌的影响。利用正交试验优化了铝合金硬质阳极氧化的工艺条件,采用扫描电镜(SE M )观察了硬质阳极氧化膜的表观形貌,并探讨了槽液温度和硫酸浓度对氧化膜耐腐蚀性的影响。结果表明:有利于硬质阳极氧化膜厚度增加的最佳工艺条件为:硫酸浓度150g /L ,电流密度3.5A /d m 2,氧化时间180m in ,槽液温度-5～0℃;SE M 照片表明:硫酸浓度增加,氧化膜的孔径增大,孔隙率增加。 [关键词] 铝合金;硬质阳极氧化;正交试验;耐腐蚀性[中图分类号]TG 174.451 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660(2007)05-0046-02 Study on H ard Anodic O x i d ation Process for A l u m i nu m A ll oy YUAN Ha i -bing ,HUANG Cheng -ya ,XI E Gang (Co llege ofM aterials Science and Eng i n ee ring ,Sou t h Ch i n a Unive rsity of Science and Techno l o gy ,Guangzhou 510640,C hina ) [Abstract ] The effects of anodic ox i d ation process on t h ickness ,corr o sion resistance and su rface m orpho l o gy o f har d ox i d ation fil m w ere studied .A lu m inum a ll o y hard anodizing pr ocessw as op ti m ized w ith ort h ogonal expe ri m ents .The surface mo r phologies of anod ic oxidati o n fil m w ere studied by SE M.The effects of anod izing te m pera t u re and su lfuric acid concentr a tion on corr osi o n r esisting w ere tested .The results sho w t h at t h e op ti m ized process which is in favo r of increas -ing hard anodic oxidati o n fil m t h ickne ss is as fo ll o w s :su lfuric acid concentrati o n o f 150g /L ,curren t density of 3.5A /dm 2 ,anodizing ti m e of 180m i n ,anodizi n g te m perature o f ‐5～0℃.The SE M pho tog r aphs sho w tha t the apert u re and the ho l e ra tio o f fil m s w ill en l a r ge w ith the incr ease m ent o f t h e sulf u ric acid concen tration. [K ey w ords ] A l u m inum alloy ;H a r d anodic ox i d ation ;O rt h ogonal test ;Co rr o sion resistance 0 引 言 [收稿日期]2007-06-26 [作者简介]袁海兵(1979-),男,湖北襄樊人,硕士,从事铝合金硬质氧化及摩擦学表面处理研究。 铝合金硬质阳极氧化属于功能性阳极氧化,硬质氧化膜硬度高,耐磨性好,耐高温,并且具有优良的电绝缘性和抗蚀性,因此得到越来越广泛的应用,如各种铝及其合金活塞、阀体、汽缸、轴承、齿轮、导轨等零件[1]。低温硫酸法进行硬质阳极氧化工艺简单,操作方便,易于控制;所得氧化膜较厚,性能优异,故在工业中得到广泛应用 [2-3] 。但目前鲜有专门对硬质阳极氧化工 艺条件的研究报道,本文采用低温硫酸法,通过正交实验优化铝合金硬质阳极氧化工艺的试验为其工业生产提供了重要的参考依据,同时对硬质氧化膜的耐腐蚀性和表面形貌进行了研究与分析。 1 试验部分 1.1 工艺流程 机械打磨→水洗→碱蚀→热水洗→冷水洗→化学抛光→水 洗→硬质阳极氧化→水洗→封孔→水洗。 1.2 试验材料与仪器 铝合金材料牌号为3003型,试样规格为75mm ×20mm ×1mm ,所用试剂和药品均为一般实验室所用。 主要仪器及设备:TAKASAGO EX -375H 型直流稳压稳流电源,BC /BD -166型冰柜,ULT0.12/8型空气压缩机,Q uaN i x 4500型测厚仪,J S M -5910扫描电镜。 1.3 硬质阳极氧化方法 选用石墨作阴极,将一定浓度硫酸电解液冷却到指定温度,通直流电进行阳极氧化,初始20m in 内,电流密度从0.5A /d m 2逐渐升到指定电流密度,电压不作控制,让其自动变化,通压缩空气进行搅拌。 1.4 氧化膜质量检测 1)外观质量对氧化膜进行100%的目视外观检查,硬质阳极氧化膜外观应为灰黑色或黑色,表面不应有腐蚀痕迹、烧伤和明显的机械擦伤、暗色的条纹、氧化起泡等缺陷[4]。 2)耐腐蚀性检测氧化膜经沸水封闭30m in 后,浸在温度为30℃的腐蚀液[5](腐蚀液成分为:20g /L 铬酐,35mL /L 磷酸)中浸泡90m i n ,取出水洗,风干,测量其膜厚,计算膜厚减少量。 3)氧化膜的厚度采用Q ua N ix 4500型测厚仪测量。4)用J S M -5910型扫描电镜观察氧化膜表观结构与形貌。 46 D OI 牶牨牥牣牨牰牬牴牥牤j 牣cn ki 牣issn 牣牨牥牥牨牠牫牰牰牥牣牪牥牥牱牣牥牭牣牥牨牬
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。 一、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㎡，温度30±2℃。 (二)混合酸氧化 此法于1976年正式纳入日本国家标准，并为日本北星日轻家庭用品株式会社所采用。其特点是成膜快，膜的硬度、耐磨、耐腐蚀性能都比普通的硫酸氧化法高，膜层呈银白色，适用于印花、着色产品。我国铝制品行业赴日考察后，于1979年开始推荐使用。其推荐工艺配方为:H2SO4 10～20%，COOHCOOH·2H2O 1～2%，电压10～20V，电流密度1～3A/d ㎡，温度15～30℃，时间30分钟。 (三)瓷质氧化 瓷质氧化主要以铬酸、硼酸、草酸钛钾为电解质，用高电压和较高温度作电解处理。其膜层外观像瓷器上的釉，有高度的抗腐蚀性能，耐磨性能良好，膜层可用有机或无机的染料染色，使外观有特殊的光泽和色泽。目前多应用于铝炊具、打火机、金笔等产品上，很受群众喜爱。 (四)国防色氧化 国防色氧化主要应用在军用铝制品的装饰上，因而要求有特殊的防护作用。氧化膜呈军绿色、无光泽、耐磨耐用，防护性能良好。工艺是:首先进行草酸氧化，生成金黄色膜层后，再用高锰酸钾20g/l、H2SO41g/l的溶液进行阳极氧化处理而成。沈阳铝制品厂曾应用此工艺生产军用水壶及炊具用品。 (五)多色氧化 将已染色而未封闭的阳极氧化层，用铬酸或草酸润湿，使CrO3铺展，已染色的制品的
. .. 硬质阳极氧化与普通阳极氧化的区别 一、铝合金硬质氧化的优势： 1、铝合金硬质氧化后表面硬度最高可达HV500左右。 2、氧化膜厚度25-250um。 3、附着力强，根据硬质氧化所生成的氧化特点：所生成的氧化膜有50%渗透在铝合金内部，50%附着在铝合金表面（双向生长）。 4、绝缘性好：击穿电压可达2000V（完善的封孔）。 5、耐磨性能好：对于含铜量未超过2%的铝合金其最大的磨耗指数为3.5mg/1000转。其他所有的合金磨耗指数不应超过1.5mg/1000转。 6、无毒：氧化膜和用来生产阳极氧化膜的电化学工艺应对人体无害。 因此很多行业为了减轻产品的重量、机械加工的方便、环保低毒等要求，目前有的部分产品中的部份零部件由铝合金硬质氧化来代替不锈钢、电镀硬铬等工艺。 二、硬质阳极氧化和普通阳极氧化的区别： 硬质氧化的氧化膜有50%渗透在铝合金内部，50%附着在铝合金表面，因此硬质氧化后产品外部尺寸变大，内孔变小。 （一）操作条件方面的差异： 1、温度不同：普通氧化18-22℃左右，有添加剂的可以到30℃，温度过高易出现粉末或裂纹；硬质氧化一般在5℃以下，相对来说温度越低硬质越高。 2、浓度差异：普通氧化一般20%左右；硬质氧化一般在15%或更低。 3、电流/电压差异：普通氧化电流密度一般：1-1.5A/dm2；而硬质氧化：1.5-5A/dm2；普通氧化电压≤18V，硬质氧化有时高达120V。 （二）膜层性能方面的差异： 1、膜层厚度：普通氧化膜层厚度相对较薄；硬质氧化一般膜层厚度>15μm，过低达不到硬度≥300HV的要求。 2、表面状态：普通氧化表面较光滑，而硬质氧化表面较粗糙（微观，和基体表面粗糙度有关）。 3、孔隙率不同：普通氧化孔隙率高；而硬质氧化孔隙率低。 4、普通氧化基本是透明膜；硬质氧化由于膜厚，为不透明膜。 5、适用场合不同：普通氧化适用于装饰为主；而硬质氧化以功能为主，一般用于耐磨、耐电的场合。
作者创智涂装来源本站浏览1110 发布时间2011/10/10本表示出了在阳极氧化和封孔中容易出现的缺陷的特征、成因和防治措施
铝材阳极氧化封孔,不挂灰时间短. ? 信息名称：铝材阳极氧化封孔,不挂灰时间短. 所在地：山东省威海市 发布时间：2011-07-08 加入收藏夹 联系人：郭小姐 威海云清化工开发院 联系人：郭小姐女士 电话：86-
手机： 传真：86- 邮件： 地址：山东省威海市文化中路89-2号 查看全部产品进入展厅 一、产品用途： 本品为浅绿色粉末,适用于建筑铝型材和其他铝制品的封孔处理,本品封孔温度范围宽,它能够改善表面装饰的无色金属络合物, 在其它物质的支持下，依靠镍和氟化物离子的协同效应，发挥作用。 二、性能特点: 1、同热水封孔的工艺相比, 冷封孔能缩短处理时间和节约加热所需的能源, 从能源成本和阳极氧化物生产线能力的角度来考虑这种优点就相当重要。 2、这种产品的结合能防止干净阳极氧化铝部件发绿的退色现象。不产生白霜,其耐蚀性和耐磨性及硬度均高于沸水封孔处理. 三、槽液组成及工艺条件: 本品浓度 3.5-5.0克/升 去离子水余量 PH值5-5.6 温度25-35℃ 时间8-15分钟（一分钟能封一个微米厚的氧化膜） Ni+ 0.9-1.2克/升 F- 0.3-0.85克/升 消耗量：0.8-1.5千克/吨材（约400m2） * 封孔后第一道用冷水洗,然后在进行温水洗.温水槽温度：60℃；时间：5分钟 四、注意事项 1、槽材料: 衬有塑料的钢或不锈钢。特别须知要点:建议对溶液作过滤处理, (不可用筒式过滤器)。为了保证溶液能长期使用, 避免溶液被全部排放, 每立方米中物料通过量达到1000m2，就应排放50 L/m3的槽液.
铝合金阳极氧化常见故障分析及预防 [摘要] 重点介绍铝合金硫酸阳极氧化工艺中经常发生的故障，分析故障产生的原因，采取有效预防措施，可以减少故障发生，保证其质量。 0 前言 铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极，以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解，使其表面生成氧化膜层。其中硫酸阳极氧化处理应用最为广泛。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力，易进行封孑L或着色处理，更加提高其抗蚀性和外观。阳极氧化膜层厚一般3～15μm，铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单，电解液稳定，成本也不高，是成熟的工艺方法，但在硫酸阳极化过程中往往免不了发生各种故障，影响氧化膜层质量。认真总结分析故障产生的原因并采取有效预防措施，对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有重要 的现实意义。 1 常见故障及分析 (1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后，发生局部无氧化摸，呈现肉眼可见的黑斑或条 纹，氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。此类故障虽不多见但也有发生。 上述故障原因，一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关，或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金，氧化膜则较难生成，且生成的膜发暗、发灰，光泽性不好。如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等，则易产生选择性氧化或选择性溶解。若铝合金中局部硅含量偏析，则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。另外，如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高，往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹，影响氧化膜的抗 蚀防护性能。 (2) 同槽处理的阳极氧化零件，有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整，有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生，严重影响铝合 金阳极氧化质量。 由于铝氧化膜的绝缘性较好，所以铝合金制件在阳极氧化处理前必须牢固地装挂在通用或专用夹具上，以保证良好的导电性。导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。夹具与零件接触处，既要保证电流自由通过，又要尽可能减少夹具和零件间的接触印痕。接触面积过小，电流密度太大，会产生过热易烧损零件和夹具。无氧化膜或膜层不完整等现象，主要是由于夹具和制件接触不好，导电不良或者是由于夹具上氧化膜层未彻底清除所致。
硬质阳极氧化膜应怎样检验? ①合格的氧化膜层呈均匀的深黑色、蓝黑色或褐色。 ②氧化膜厚度约50μm。 ③氧化膜硬度HV≥300。 ④若氧化膜是均匀的灰黑色，只要厚度和硬度符合设计要求，仍为合格。 ⑤氧化膜虽然是均匀的深黑色、蓝黑色或褐色，厚度和硬度也符合设计要求，但有许多白色或灰白色点，则不合格。 ⑥氧化膜虽然是均匀的深黑色、蓝黑色或褐色，但有有规律的一道道不均匀现象，这是基体金属的毛病，只要厚度和硬度符合设计要求，也为合格。 ⑦氧化膜上不允许有因烧焦而形成易擦掉的疏松膜层和因局部受热使氧化膜被腐蚀的光 亮斑点和边缘、圆角部分膜层脱落的现象。整个零件表面除夹具印外，局部表面不得有无氧化膜的地方。允许包铝钣金件氧化膜出现小的裂纹。 ⑧氧化膜的厚度测定。从零件或试件上切取横向试片，在金相显微镜下测定氧化膜的厚度，也可以用涡流测厚仪直接测出氧化膜厚度。 ⑨氧化膜的硬度测定：氧化膜的硬度(显微硬度)可以用显微硬度值在横向试片上测出，不应低于300kgf／mm2，LYl2合金不低于250kgf／mm2。 硬质阳极氧化合金成分影响膜均匀完整，如何处理? 铝铜、铝硅、铝锰合金，硬质阳极氧化困难较大；当合金中铜含量超过5％或硅含量超过7．5％时，不适合用直流电硬质阳极化。 处理方法：当采用交直流叠加方法时，含量范围可以放宽。 硬质阳极氧化电流密度不当怎样影响膜硬度?如何处理? 影响： ①电流密度超过8A／dm2时，因受发热量的影响，硬度反而下降； ②电流密度太低，电压升高得慢，虽发热量减少，但膜层受到硫酸的化学溶解时间较长，所以硬度较低。 处理方法：电流密度和膜层硬度的关系比较复杂，欲得到理想硬度的膜层，就要根据不同材料来选择适当的电流密度，通常为2～5A／dm2。 硬质阳极氧化液温度低时硬度低如何处理? 纯铝硬质阳极化时，温度接近0℃时，其硬度降低。 处理方法： ①为获得高硬度的氧化膜，有包铝层的钣金件，在6～11℃下进行硬质阳极化处理； ②一般来说，如温度下降，耐磨性就增高，这是由于电解液对膜的溶解速度下降所致。 硬质阳极氧化槽液总浓度调整用一次后，总当量浓度增加，得不到黑硬膜如何处理? 原因：可能是苹果酸分解成低分子的有机酸(如乙酸)。 处理方法：加入适量的水玻璃稀释溶液。 硬质阳极氧化LYl2硬铝周围膜白、厚、硬度小，黑膜不易连成片是什么原因?如何处理?
阳极氧化中烧损行为及防止 作者:汉霖企业 阳极氧化中烧损行为及防止 王平，魏晓伟 (西华大学材料科学与工程学院，四川成都610039) 摘要：利用自制脉冲恒流电源装置，对活塞(ZL109)硬质阳极氧化进行了试验研究。分析讨论了在大电流密度下阳极氧化烧损的原因，得出了电流密度、氧化面气泡、合金成分等是阳极氧化过程中烧损的主要影响因素，提出了防止氧化面烧损的措施。 关键词：阳极氧化；电流密度；气泡；烧损 阳极氧化是指铝及其合金的表面处理方法，可以制得高品质的防护、装饰和功能性膜。为了提高氧化膜性能，需要得到厚而致密的氧化膜。硬质阳极氧化在低温电解液和大的氧化电流密度下可以生成致密而硬度 很高的氧化膜。然而在低温电解液和高的电流密度下，由于电流在氧化面上的分布不均匀和受铝合金成分、槽液温度、电压、膜厚等因素的影响，会引起氧化面局部电流过大，氧化面反应热和焦耳热散失不良时，导致氧化膜电击穿，造成基体的局部破坏形成“烧损“。常规阳极氧化法为避免烧损，电流密度都选用1～5 A／dm2，这样虽然避免了烧损，同时也降低了生产效率。文章利用自制阳极氧化设备，对活塞(ZL109)进行了电流密度为5～ 9 A／dm 2的硬质阳极氧化试验研究，提出了防止氧化面烧损的措施。 1 试验 1．1 实验材料和装置 选用ZL109活塞为实验对象，其成分(质量分数)为：11％～13％si，0．5％～1．5％Cu，0．8％～1．3％Mg，0．8％～1．5％Ni， Al为余量。 装置：自制的脉冲恒流电源WD20．500型、脉冲电源电流输出为0～500A(直流)和0～500A(脉冲)并具有恒流特性，脉冲周期、占空比、脉冲形状(梯形、矩形)均可调，空载电压为125V左右，电源功率在30W 左右。PVC氧化槽、热交换器、阴极不锈钢板、测厚仪(Minitestl00FN型)、显微硬度计(Hx．1000型)、温度计、搅拌器等设备。 1．2 氧化处理 对活塞顶部进行局部氧化处理，非氧化区采用密封效果极佳的橡胶件密封。 工艺过程如下：活塞一碱性除油一去离子水洗一装挂具一酸洗一水洗一硬质氧化一去离子水洗一封闭一干燥。 (1)碱性除油。室温下，工件在氢氧化钠(15％)、表面活性剂(5％)溶液中处理3～5min以除去表面的油污。 (2)酸洗。碱性除油后，针对表面部分碱液残留，再采用浓度为20％-30％的硫酸溶液来酸洗活塞的待氧化面，不但能中和氧化面上的残留碱液，而且可以消除氧化面“挂灰”吸附膜。 (3)硬质氧化工艺条件。H2SO4浓度160～200g／L，添加剂(苹果酸和草
阳极氧化 产品名称：阳极氧化后 产品编号： 备注： 阳极氧化是铝及其合金通过电化学方法在其表面形成转化膜的过程。常规铝氧化膜可以满足顾客对铝表面从外观到性能的绝大多数渴求。 常规铝阳极氧化膜的优势: a、抗（大气）侵蚀能力可与不锈钢相比 b、表面硬度高150～300HV 减少了擦划可能 c、电绝缘性电击穿电位达1000V可与瓷器相比 d、装饰性优良着色膜颜色达数十种，这些被改性的染料，其 耐久性已达到满意。 e、氧化膜的更多优势多孔氧化膜可以进行化学着色、电解着色以及 自然发色工艺获得数十种不同的着色表面，并可以套字、套图案和作画，还可 以吸附、香料、光粉等等，制成各种功能性氧化膜。 阳极氧化膜主要应用领域 国防工业、汽车工业、航空航天工程、制药工业、电子及机电一体化产业、医疗器械、运动器材、装饰与装潢产业、工业标牌、仪表面板等。 阳极氧化膜着色方法分类 1、化学着色法 包括有机染料着色和无机着色两类
有机着色：颜色鲜艳、工艺简单、成本低，可着出几十种至上百种颜色。 缺点：不耐日光，耐老化性能差。 无机着色：着色膜较暗，稳定性好。 缺点：颜色范围窄，除金黄色外其它很少采用。 2、电解着色 颜色牢固性好，适宜户外使用，耐久性可达20年以上。 缺点：色掉单一、多为金黄——青铜——古铜色，成本高。 3、自然发色 色泽牢固，耐候性好，耐久性可达20年以上。 缺点：对合金选择性高，着色一致性差。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 产品名称： 阳极氧化前 产品编号： 编号一 备 注： 铝阳化氧化（综合）生产能力: 槽液的容量
硬质氧化的技术介绍 一.硬质氧化介绍： 硬质氧化全称硬质阳极氧化处理。阳极氧化是将金属置于电解液中作为阳极，使金属表面形成几十至几百微米的氧化膜的过程，这层氧化膜的形成使金属具有防蚀，耐磨的性能。硬质阳极氧化膜一般要求厚度为25-150um，大部分硬质阳极氧化膜的厚度为 50-80μm；膜厚小于25μm的硬质阳极氧化膜，用于齿键和螺线等使用场合的零部件，耐磨或绝缘用的阳极氧化膜厚度约为50um，在某些特殊工艺条件下，要求生产厚度为125um以上的硬质阳极氧化膜，但是必须注意阳极氧化膜越厚，其外层的显微硬度可以越低，膜层表面的粗糙度增加。 硬质阳极氧化的槽液，一般是硫酸溶液以及硫酸添加有机酸，如草酸、氨基磺酸等。另外，可通过降低阳极氧化温度或降低硫酸浓度来实现硬质阳极氧化处理。二．铝合金的硬质阳极氧化处理 1.铝是比较活泼的金属，标准电位-1.66v，在空气中能自然形成一层厚度约为0.01～0.1微米的氧化膜，这层氧化膜是非晶态的，薄而多孔，耐蚀性差。但是，若将铝及其合金置于适当的电解液中，以铝制品为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜，这种方法称为阳极氧化。阳极氧化所得的氧化膜与金属晶体结合牢固，因而大大提高了金属及其合金的耐腐蚀能力，并可提高表面的电阻而增强绝缘性能。经过氧化的铝导线可做电机轴变压器的绕组线圈。 2.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、厚度约为几十至几百微米的阳极氧化膜，其耐蚀性，耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。 3. 阳极氧化形成的氧化膜为透明，由于金属铝氧化膜具有多孔性，吸附性能强，因而可染上各种鲜艳的色彩。对于不需要染色的表面孔隙，则要进行封闭处理，使孔隙缩小，防止腐蚀性介质进入孔中引起腐蚀。对需要染色的工件，通过有机物染色后再封孔即可。 三.铝合金阳极氧化的分类： 铝是钝化型金属，与钛、钽、铌等金属一样，表面钝态氧化膜是提供保护的重要因素，因此，阳极氧化是一种非常有效的金属保护手段。铝的阳极氧化处理工艺可以从多种角度加以分类，比如按照电解质溶液、阳极氧化电源波形、阳极氧化膜结构、阳极氧化的特性等加以分类：
硬质氧化 硬质氧化全称硬质阳极氧化处理。铝合金的硬质阳极氧化处理主要用于工程或军事目的，它既适用于变形铝合金，更多可能用于压铸造合金零件部件。硬质阳极氧化膜一般要求厚度为25-150um，大部分硬质阳极氧化膜的厚度为50-80um，膜厚小于25um，的硬质阳极氧化膜，用于齿键和螺线等使用场合的零部件，耐磨或绝缘用的阳极氧化膜厚度约为50um，在某些特殊工艺条件下，要求生产厚度为125um以上的硬质阳极氧化膜，但是必须注意阳极氧化膜越厚，其外层的显微硬度可以越低，膜层表面的粗糙度增加。硬质阳极氧化的槽液，一般是硫酸溶液以及硫酸添加有机酸，如草酸、氨基磺酸等。另外，可通过降低阳极氧化温度或降低硫酸浓度来实现硬质阳极氧化处理。对于铜含量大于5%或硅含量大于8%的变形铝合金，或者高硅的压铸造铝合金，也许还应考虑增加一些阳极氧化的特殊措施。例如：对于2XXX系铝合金，为了避免铝合金在阳极氧化过程中被烧损，可采用385g/L的硫酸加上15g/L草酸作为电解槽液，电流密度也应该提高到2。5A/dm以上。 铝是钝化型金属，与钛、钽、铌等金属一样，表面钝态氧化膜是提供保护的重要因素，因此，阳极氧化是一种非常有效的金属保护手段。铝的阳极氧化处理工艺可以从多种角度加以分类，比如按照电解质溶液、阳极氧化电源波形、阳极氧化膜结构、阳极氧化的特性等加以分类： 一．电解质溶液： 1．硫酸阳极氧化：硫酸作为电解质的阳极氧化，其应用最广泛，硫酸阳极氧化膜透明度好。 2．草酸阳极氧化：草酸作为电解质的阳极氧化，阳极氧化膜透明带黄色，膜的硬度较高。 3．铬酸阳极氧化：铬酸作为电解质的阳极氧化，阳极氧化膜呈白色，膜的耐腐蚀性较好。 4．磷酸阳极氧化：磷酸作为电解质的阳极氧化，阳极氧化膜微孔的也径较大，膜的硬度较低。 5．硼酸阳极氧化：硼酸作为阳极氧化，生成壁垒型阳极氧化膜，主要用于电解质电容器。 6．混合酸阳极氧化：混合酸种类很多，如硫酸/草酸，硫酸/磺酸等。按照阳极氧化膜的性能要求组合。 7．碱性溶液阳极氧化：碱性电解溶液的阳极氧化，使用较少。 二．阳极氧化电源波形 1．直流阳极氧化：直流电电解的阳极氧化，电流效率高。 2．交流阳极氧化：交流电电解的阳极氧化，特殊情况使用。 3．交直流阳极氧化：交直流电电解的阳极氧化。 4．脉冲阳极氧化：脉冲电流电解的阳极氧化，适于硬质阳极氧化膜的制备。 三．阳极氧化膜结构： 1．多孔型阳极氧化：生成多孔型结构的比较厚阳极氧化膜的阳极氧化 2．壁垒型阳极氧化：生成壁垒型结构的比较薄阳极氧化膜的阳极氧化。 四．阳极氧化膜特性： 1．普通阳极氧化膜：生成阳极氧化膜显微硬度在HV300-350以下的阳极氧化 2．硬质阳极氧化膜：生成阳极氧化膜硬度在HV300-350以上的阳极氧化 3．光亮阳极氧化膜：生成阳极氧化反射率高、光泽度高的阳极氧化 铝合金阳极初解：铝合金经硬质阳极氧化处理，表面可形成厚度３０～５０μｍ和硬度约５００ＨＶ左右的膜层，具有优异抗蚀和耐磨性能。铝合金硬质阳极氧化处理后的应用范围十分广泛，涉及纺织、自行车、照相机、气动元件、手术器械、光学仪器等各行业，适用于缸套、活塞、齿轮、叶轮、导轨、轴承、模具工程构件。下面就到了如何在家中进行阳极处理————一、条件：必定是铝或是铝的合金才能阳极。二、设备：瓦盆（陶盆、瓦缸也可以，只要耐酸性溶液腐蚀，能放得下零件就行）三、电源：9.6V---12V的电池或直流变压器四、溶液：浓度为12%硫酸（H2SO4）溶液。（例如：
阳极氧化工艺参数的影响 1）H2SO4浓度。改变H2SO4浓度对氧化膜的阻挡层厚度，溶液的导电性、氧化膜的耐蚀性和耐磨性以及后处理的封孔质量都将产生一定的影响。 H2SO4浓度阻挡层厚度维持电压耐蚀、耐磨性气化膜质量 膜层发灰，疏松，膜孔外层孔径大，封孔困难 2）槽液温度 阳极氧化过程中，部分电能会转化为热能，槽液温度会不断上升，而随着温度的上升，膜层损失会增加而且成膜质量变差，膜耐磨性下降，尤其对15um以上膜层，甚至在空气中就会出现“粉化”现象，因此过程中需要对槽液降温，以维持适宜的温度。 一般来说： 槽温在一定范围内提高，获得氧化膜重量减小，膜变软但较光亮。 槽液温度高，生成的氧化膜外层膜孔径和度变大，造成封孔困难，也易产生封孔“粉霜”。槽温较高时，氧化膜易染色。但对于保持颜色深浅一致时较难，所以一般染色膜的氧化温度为20~25℃降低温度，得到的氧化膜硬度高，耐磨性好，在氧化过程中维持电流密度所需电压较高，能耗大，所以一般普通氧化选择18~22℃ 3）氧化电压 阳极氧化电压决定氧化膜的孔径大小，低压生成的膜孔径小，孔数多，而高压生成的膜孔径大，孔数小，一定范围内高压有利于生成致密，均匀的膜。 4）电流密度 电流密度大，成膜快，生产效率高，但过高则易烧伤工件。一般电流密度控制在~dm2范围内 电流密度低，生产效率低，但处理面光亮（约1A/dm2） 电流密度高，成膜快，但易产生软膜，甚至烧伤 如果冷冻能力足够，搅拌良好，则采用较大电流氧化，有利于提高膜的耐磨性。 5）搅拌 足够的搅拌可保持槽液温度的均匀和恒定，对于控制膜厚，膜层质量，着色均匀性均有好处。 6）铝离子和其它杂质的影响 铝离子。Al3+离子含量升高会使电流密度下降。铝含量较高会使染色困难，而一定的铝含量对氧化膜厚度，耐蚀性，耐磨性有很大好处。一般来说铝含量1~10g/L会产生有利影响，超过10g/L造成不利影响。我国大多厂家选择控制为12~18g/L 其他阳离子杂质铁含量超过25~50mg/g时会导致光亮度下降，膜层松软等。铜、镍总量超过100mg/g时，将使氧化膜原有的耐蚀性降低，易产生盐雾试验不合格。 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。