鋁及鋁合金著色方法分兩類：電解陽極氧化著色法，（導(dǎo)讀：陽極氧化膜的電解著色基本原理及電解著色原理 http://szyt-hosp.cn/Article/yangjiyanghuamodedia_1.html）。

  二、鋁及鋁合金電解陽極氧化著色

  鋁及鋁合金電解陽極氧化著色工藝所獲得的色膜具有良好的耐磨、耐曬、耐熱性及抗化學(xué)腐蝕性能。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑用鋁型材的裝飾與防蝕上。隨著太陽能的利用與開發(fā)，以及日用商品的多樣化，鋁及鋁合金的電解陽極氧化著色工藝必將得到更廣泛的開發(fā)和利用。

  電解陽極氧化著色法按其發(fā)色特點分“一步法”與“二步法”。

  “一步法”電解著色是把鋁零件在有機酸中陽極氧化以獲得有色氧化膜的方法。也有特定的鋁合金在普通陽極氧化中發(fā)色的。此法有三種：

  (1)在有機酸電解液中陽極氧化著色。這種方法也稱溶液著色法。氧化膜的顏色與所用的有機酸電解液有關(guān)。常用的有機酸有草酸、氨基磺酸和磺基水楊酸等。同種鋁合金零件在不同的有機酸中陽極氧化著色，可得到不同的顏色，如純鋁在草酸溶液中陽極氧化后呈草黃色；在磺基水楊酸和硫酸混合液中得到的氧化膜是黃一灰一黑色。在以草酸為主，添加鉻酸或其他有機酸，可生成黃色至紅色的氧化膜；在以磺基水楊酸、氨基磺酸為主的電解液中添加無機酸及磺基苯二酸等有機酸，可生成青銅至黑色以及橄欖色一類的氧化膜。

  (2)合金電解著色法(又稱自然著色法)。特定的鋁合金在普通的陽極氧化中著色的方法稱自然著色法或合金著色法。即通過改變鋁合金的成分或熱處理條件，在陽極氧化的同時，使氧化膜著色。

  合金的成分不同，陽極氧化后所得的膜層顏色不同。如在硫酸(200g／L)電解液中，在基本相同的工藝條件下氧化40min～60min，鋁-硅系(含硅11％～l3％)的氧化膜為綠色至黑色；鋁-錳-鉻系(含錳0．2％～0．7％，含鉻0．2％～0．5％)為深褐色；鋁．鎂系(含鎂l％～l．5％)為金黃色。

  合金著色的機理是：鋁合金中的某些不溶解也不氧化的成分，以顆粒狀包含在氧化膜中，從而使膜層著色。合金成分在陽極氧化時，與鋁生成均相的氧化層，由于合金成分的氧化物是有色的，因而整個膜層成為帶色的氧化膜。如在硫酸溶液中，鋁-鎂-鋅合金能氧化成黑色；鋁-鉻-銅合金的氧化膜是金色。

  (3)鋁合金有機酸溶液陰極氧化著色。這種方法綜合了方法(1)、(2)的原理。如在順丁烯二酸．硫酸混合液中，含鋁99．9％的純鋁可陽極氧化成金色；含鋁99％的鋁陽極氧化成黃棕色；鋁-鎂合金氧化成黃棕色；鋁-錳合金氧化成黑色。氧化膜的色調(diào)隨時間的延長而越來越深。

  “一步法”電解著色工藝范圍窄，操作條件嚴(yán)格而復(fù)雜，膜層顏色受材料、溶液成分和加工方法等因素的影響較大，因此，在應(yīng)用上受到一定限制。國內(nèi)外“一步法”電解著色工藝規(guī)范如表8—1—9和表8—1—10所列。

  表8—1—9鋁及鋁合金“一步法”電解著色工藝規(guī)范
 

  三、鋁合金木紋著色

  鋁合金擠壓型材(6063A)表面可通過電化學(xué)處理得到木紋圖樣，而且耐蝕、耐磨性較好，廣泛用于建筑、家具、汽車、柜臺、電器等。

  (一)工藝流程

  預(yù)處理(從除油至酸洗出光必須嚴(yán)格)→水洗→形成壁壘型膜斗木紋的形成→交流電解→陽極氧化→著色→水封閉。

  (二)壁壘型膜的形成工藝

  將經(jīng)預(yù)處理的零件，在壁壘膜形成的溶液中進(jìn)行陽極處理，由于新鮮表面接通陽極后，電流突然增大，生成的Al203，與基體牢固結(jié)合就形成壁壘型膜，這個過程在5min內(nèi)即可完成。

  壁壘型膜電解液的組成與工藝規(guī)范如下：

  磷酸鈉(Na3P04)23g／L～27g/L時間<5min

  磷酸(H3P04)6g／L～9g／L陰極材料不銹鋼

  溫度20℃～25℃兩極間距離300mm

  電流密度2A／dm2～2．5A／dm2

  電源采用硅整流器，工藝條件必須嚴(yán)格控制，溫度和電流密度都不能太高。時間不能超過5min，否則氧化膜會破裂。

  (三)木紋的形成工藝

  形成壁壘型膜后的零件，在木紋形成的溶液中利用外加電流進(jìn)行處理，通過析氫，形成木紋圖樣。

  形成的機理是：擠壓鋁型材形成壁壘膜后，由于有軋制缺陷及點腐蝕，在外加電流的作用下，這些缺陷和點腐蝕就是木紋的起源。在電解的過程中，由于氫氣的積累，壓力越來越大，在點缺陷處把氧化膜漸漸地撕裂，露出基體形成活性點，繼續(xù)產(chǎn)生氫氣。這樣在氧化膜被撕裂的位置形成自催化效應(yīng)。結(jié)果就形成了木紋的花樣。形成本紋電解液的組成與工藝規(guī)范如下：

  磷酸鈉(Na3P04)23g／L～27g／L電流密度3A／dm2～3．5A／dm2

  磷酸(H3P04)6g／L～9g／L時間<40min

  硝酸鈉(NaN03)3g／L～5g／L電極材料鋁板

  溫度20℃～25℃

  電解時間越長，形成木紋的痕跡越深。但時間不能超過40min，否則木紋的溝處太深，容易露出基體。電流密度不能太小，否則不能形成木紋。木紋的形狀可以通過改變吊具、工具等來獲得，可以是豎條狀、交叉網(wǎng)紋狀或旋渦狀等。電解液也必須保證清潔。

  (四)陽極氧化

  木紋形成后要進(jìn)一步陽極氧化，形成多子L型氧化膜，以便進(jìn)行著色。陽極氧化工藝規(guī)范如下：

  硫酸(H2S04)150g／L～190g／L時間<10min

  電流密度2A／dm2～2．5A／dm2電極材料鉛板

  陽極氧化時間不能超過10min，否則氧化膜不耐蝕。電流密度一定要在工藝范圍之內(nèi)。(五)著色

  經(jīng)陽極氧化后的鋁件，可進(jìn)行化學(xué)陽極氧化著色和電化學(xué)陽極氧化著色。通過改變著色液的種類和方法，可以得到淡黃色、黃色、棕色、深棕色、金黃色、紫銅色、藍(lán)色、茶色等一系列顏色。

  (1)浸漬化學(xué)著色。

  草酸銨23g／L～27g/L時間2min～15min

  溫度45℃～50℃

  著色色系：淡黃色、黃色、棕黃色、深棕色及紫銅色。

  (2)電解著色。在NiS0。中可著茶色；還可在其他電解液中著金黃色、藍(lán)色、琥珀色等。

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