影響鋁合金氧化著色的因素

     鋁的陽極氧化法是把鋁作為陽極，置于硫酸等電解液中，施加陽極電壓進行電解，在鋁的表面形成一層致密的Al2O3膜，該膜是由致密的阻擋層和柱狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成的雙層結(jié)構(gòu)。陽極氧化膜可分為兩大類：多孔質(zhì)型—在硫酸、草酸等酸電解浴中生成并垂直于表面形成非常細微的孔的膜;壁壘型—是在硼酸銨等中性鹽電解浴中生成的無孔的極薄的膜，這種膜通常被用于電解電容器等。

      目前，單一的陽極氧化鋁合金建筑型材在實踐中的應(yīng)用已明顯減少，而以其為基礎(chǔ)的電解著色氧化膜、有機著色氧化膜以及瓷質(zhì)氧化膜、硬質(zhì)氧化膜、仿不銹鋼氧化膜等得到廣泛應(yīng)用，一般來說，影響鋁合金氧化著色的因素如下：

      1.電解溶液中雜質(zhì)的影響   

      鋁合金制品著色好壞程度，絕大部分取決于氧化膜的形成質(zhì)量。因此，在硫酸陽極氧化溶液中，雜質(zhì)對氧化膜的影響不容忽視，其雜質(zhì)主要是銅、鐵、鋁等金屬離子及有機雜質(zhì)污染物，要及時清除掉，保持溶液的正常使用范圍。

      (1)銅離子會置換沉積到鋁制件表面上，造成氧化膜松孔，并降低透明度、防蝕能力和電絕緣性能，因此，銅離子含量不允許超過0.02g/L。

      (2)氯離子來自自來水或冷卻管破開后冷卻水，氯離子含量應(yīng)低于0.2g/L，否則所生成的氧化膜粗糙而疏松，嚴(yán)重時鋁件表面受浸蝕(擊穿)。

     (3)鋁離子電解液中鋁離子是逐步增長的，當(dāng)含量大于25g/L時，電解液導(dǎo)電性能下降，制件表面呈現(xiàn)白點或塊狀白斑，并使膜層吸附能力下降，染色困難。

     (4)鐵離子電解液中鐵離子不允許超過0.2g/L，否則要出現(xiàn)暗色條紋斑點。

     (5)有機雜質(zhì)會阻礙氧化膜的生成，膜吸附油污后，使著色不均勻，出現(xiàn)花斑。

陽極氧化之國內(nèi)發(fā)展新工藝-富坤陽極氧化廠家

(一)草酸-甲酸混合液交流快速氧化

陽極氧化采用草酸-甲酸混合液，是因為考慮到甲酸是一種強氧化劑，在這樣的槽液中，甲酸起到對氧化膜內(nèi)層(阻擋層和障壁層)加速溶解，從而使成為多孔層(即氧化膜外層)的作用。

(二)混合酸氧化

其特點是成膜快，膜的硬度、耐磨、耐腐蝕性能都比普通的硫酸氧化法高，膜層呈銀白色，適用于印花、鋁氧化著色產(chǎn)品，其推薦工藝配方為:H2SO4 10～20%，COOHCOOH·2H2O 1～2%，電壓10～20V，電流密度1～3A/d㎡，溫度15～30℃，時間30分鐘。

(三)瓷質(zhì)氧化

瓷質(zhì)氧化主要以鉻酸、硼酸、草酸鈦鉀為電解質(zhì)，用高電壓和較高溫度作電解處理，其膜層外觀像瓷器上的釉，有高度的抗腐蝕性能，耐磨性能良好，膜層可用有機或無機的染料染色，使外觀有特殊的光澤和色澤，目前多應(yīng)用于鋁炊具、打火機、金筆等產(chǎn)品上，很受群眾喜愛。

(四)多色氧化

將已染色而未封閉的陽極氧化層，用鉻酸或草酸潤濕，使CrO3鋪展，已染色的制品的部份表面在被CrO3潤濕后褪色，按需要在任意部份用水將草酸或鉻酸洗去，一般可以停止與圖象反應(yīng)。然后再染第二次色或反復(fù)進行CrO3揩拭、沖水、染色等程序。

(五)大理石花紋染色工藝

把氧化后的制品先染一次道底色后，經(jīng)干燥，再浸入表面浮有油脂的水中，再提起或浸入時，油脂和水分別自然流掛，使膜層呈不規(guī)則的條紋狀的油脂所沾污。當(dāng)再染第二道色時，氧化膜受油脂沾污處就染不上色，沒有油脂的部位則染上第二種色調(diào)。

(六)化學(xué)蝕刻氧化

鋁制品經(jīng)機械拋光及脫脂后，涂復(fù)掩蔽劑或感光，干燥后進行化學(xué)刻蝕(氟化物或鐵鹽類的浸蝕劑)，形成凹凸圖案，再經(jīng)電化學(xué)拋光及陽極氧化，陽極氧化呈現(xiàn)出主體感很強的表面圖案，能與不銹鋼的表面外觀相媲美。

(七)常溫快速陽極氧化

陽極氧化通常H2SO4氧化均需用降溫設(shè)備，因而耗費大量電力，加入α-羥基丙酸、丙三醇后，能抑制氧化膜的溶解，從而可在常溫下進行氧化。

不同種類鋁合金能否同時進行陽極氧化處理？

      一般認(rèn)為,不能對異種鋁合金同時進行陽極氧化處理。實際上,嘗試同時對不同種類鋁合金進行陽極氧化處理,無論在哪種鋁合金上都能生成陽極氧化膜。那么為什么說不能同時處理呢? 同時處理又會發(fā)生什么情況呢?

      所有鋁合金都是可能進行陽極氧化的。那么,不同種類的鋁合金陽極氧化行為會有什么不同呢?據(jù)研究,即使采用相同電流密度的陽極氧化,陽極氧化電壓也會因鋁合金種類的不同而存在差異。也就是說,為了使用恒電流密度陽極氧化,需要根據(jù)不同合金類型施加不同的外加電壓。

      在鋁合金的陽極氧化中,鋁離子和氧離子在阻擋層內(nèi)移動,形成氧化鋁。鋁基體所含的合金成分是和鋁一起被帶入阻擋層的嗎?據(jù)研究,只有鋁被氧化形成氧化膜,合金成分被富集在阻擋層之下。合金成分的富集量是有極限的,到達極限后逐漸向阻擋層移動。據(jù)報道,富集量因合金成分不同而不同,富集量按Cu>Mn>Fe>Si的順序增多,Mg不能富集。因為在實用合金中包含著眾多的合金成分,也需要考慮其他元素的影響,不能一概而論,還應(yīng)考慮擴散到陽極氧化膜之前的富集程度對陽極氧化電壓的影響。詳細內(nèi)容還期待今后的研究。

      還應(yīng)注意的就是基體中的合金成分特性與金屬間化合物的特性的不同。