铝合金手工阳极化

njvincent

       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）PS:好像塑料的也可以。
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）或者电解液好像也可以(卖电瓶的 修车的地方有)
五、        不锈钢板2块（100mmX100mmX300mm的尺寸）
六、        导线若干;
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。
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。
5、        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！！
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），通过酸性溶液的导电作用，使其表面产生一系列的反应，增加表面硬度、耐腐蚀度。并且改造表面物理结构，使其容易吸附染料。
以上均为本人多次实际操作过的方法，百试百灵！！今后弟兄们的铝质零件表面“毁容啦”就不再需要找喷漆工啦！！希望多提宝贵意见！！
针对专业人士的需求，作如下回复：
送电伊始，电流密度为0.5A/dm2，在25分钟内分5~8次逐渐把电流密度提高到2.5 A/dm2，最终电流密度依零件尺寸、表面积、材料具体成份、达到要求而定，一般在1~5 A/dm2为佳
2、        电压一般为8~12V最终电压依零件尺寸、表面积、材料具体成份而定。
使用草酸为电解液的产品颜色依铝合金成分和阳极时各种条件有关，可承银白、黄铜色、黄褐色的氧化膜。建议使用12%（V/V）的硫酸溶液，价格低廉、溶液稳定，可得浅银灰、银白色氧化膜，不影响后期染色的成色，就算不染色也有不锈钢的质感！！！！！！
电流的预设曲线，因材料成分、欲达效果等因素而异。

[ 本帖最后由 njvincent 于 2009-1-10 11:26 编辑 ]

风起云飞扬

:em00: 学习了。这行业没有接触过。

boxiongxiao

上图更好:em26:

王立刚

又学习了一招 :em15:

jamesndsc

搞一个教程把,照片的

Su-27

技术贴 顶

xiaoyi888

上图把过程发上来更好

sdxds

好啊，该加精！

haileer5i

学习了:em26:

jtdst

好:em26: :em26: :em26: 先收藏,有时间试一试.成功后上图让大家共享.

njvincent

我忘了说是转帖的，好东西一起分享嘛:em15:

gamegang

好帖 学些了 有流程图就更好了

feifeimao

正在找,,,

GU93

学习了:em26:

研究生

回来试试:em24: 。

摩界

好帖子~这样的帖子一定要顶

shiyan

最近制作小雕机，做了一些铝件，也想在家里阳极氧化，做了一个简易氧化槽，可是硫酸买不到（要市级公安局审批）根据网上的资料，草酸可以替代硫酸价格也很便宜，日本都是用草酸的，还沒有试验，这个帖子很好，大家一起交流。
  

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铝及其合金的表面处理及着色装饰
来源：中国铝型材网    2008-9-5 18:51:44    作者：中国铝型材网



  铝及其合金的表面处理及着色装饰
   铝及其合金从工业生产到今天仅仅一百年的历史，便在各国国民经济和人民生恬的各领域中(如：建筑、金属制品、电子等行业中)得到了广泛的应用，已成为最时兴的金属材料之一，并享有"钢铁第二"之美称。铝及其合金之所以能得到如此显著的发展，主要原因之一就是由于对其表面处理技术的不断发展，创新和完善。
    铝及其合金表面在大气中极易生成一层极薄的氧化膜(厚度约为40～9A)，使其具有一定的防腐能力。但由于腆层疏松多孔且不均匀，因而不能作为可靠的防护膜层，并且腆层是非晶的，使得铝及其合金失去了原有的光泽，不能使其作为满意的装饰性膜层使用，所以必须用进行人为表面处理，这样不仅可以增加耐蚀性，而且增加了装饰性。
    1化学氧化处理
    化学氧化处理所得到的化学氧化膜是多孔的，具有较高的化学活性，可进行各种着色处理，再最后封孔处理。但由于腆厚仅在o．5-4非曲直μm之间，吸附着色剂较少，难获得鲜艳的颜色，且耐蚀性较差，但可作为油漆、搪瓷的底层，室内装饰及结构复杂、表
面处理要求不高的小零件表面处理工艺。
    2电化学氧化
    抛光：可分为化学抛光、电化学抛光及机械抛光。化学抛光中的传统三酸抛光工艺由于产生大量黄烟，严重污染工作环境，因而近年来开发了二酸抛光工艺，
     不仅克服了以上缺点，并且环还降低了工作温度计和成本，效果也不逊于三酸抛光。
    铝及其合金阳极氧化，较之化学氧化性能更为优越，通常能够作为最终防腐、装饰使用或作为着色、染色电泳涂装的基础。阳极氧化按其电解质液种类及膜层性质可分为硫酸法、铬酸法、草酸法、混酸法，硬质及瓷质阳极氧化等方法。在此仅着重介绍普通阳极氧化(即硅酸阳极氧化)。
    普通阳极氧化一般工艺流程：
    ..........碱蚀
    除油一水洗一砂面 水洗 中和 水洗
    ..........抛光
    氧化 着色一水洗一封闭一水洗一干燥
    ..........染色
    2.1除油
    常见的除油方法有溶剂除油、酸性除油、碱性除油、电解除油等。
    例：碱性除油工艺规范
    除油剂 ADL-LC(粉剂）40-50g/L：
    pH值 9
    温度 室温 时间 3--15min
    2．2碱蚀
    一般铝型材只需碱蚀即可氧化，一些装饰性强的需经砂面或抛光处理。
    碱蚀、砂面工艺规范：
    二酸抛光工艺规范：


类别 碱 蚀 砂 面
工艺 氢氧化钠 AL+3 长寿命碱蚀剂ADL-JQ 砂面剂
ADL-JS
温度（℃） 处理时间
（min）
氢氧化钠 AL+3 长寿命碱蚀剂ADL-JQ 砂面剂
ADL-JS
温度（℃） 处理时间
（min）

含量g/l 60 少量 8 - 60 6~8 60~80 ＞30 6~8 10~20 60~70 5~10

磷酸(d＝1．78g／cm3) 65%~70%
    硫酸(d＝1．84g／cm3) 35%~30% (体积百分比)
    二酸抛光添加剂ADL 5g/L。
    温度 80~105℃
    时间 1/6~2min
    2.3中和（略）
    2.4硫酸阳极氧化
工艺规范：
含量g/l 配方
配方一 配方二
工艺规范 H2so4 180~200 150~200
快速宽温添加剂ADL-ky - 20~25
电流密度(A/dm2) 0．8~2.5 1~2.5
温度(℃) 15~25 10~35
时间(min) 20~35 15~25

    配方1：为普通硫酸阳极氧化，有工艺简单、成本低、溶液稳定等优点，但氧化过程产生大量热、槽温会迅速升高，影响正常工作，需有降温装置。
    配方2：是在配方1的基础上的改进，添加快速宽温添加剂ADL-KY后，成膜速度的提高，工作温度可在10一35℃之间，因而，一般气候下可省去降
温装置。
    2.5 着色
    随着人民生活水平的提高、建筑工业的现代化，家庭的装饰美化，对铝材的装饰作用要求越来越高。
    (1)化学染色法
    具有工序少、工艺简单、操作性好、成本低、色种多、色泽艳丽、装饰性好等优点。但它由于是使染料吸附在膜层的孔隙内，因而一般颜色易退，耐光、耐晒、耐唐及耐热性能差。一般只用于室内装饰和小五金着色，而不用作室外和经常受摩擦零件的表面处理。但是随着染色技术的日新月异，专用金属染料正逐渐克服以上缺点，应用也日益广泛。
    (2)电解着色法
    现代建筑业所用的铝材要求具有永久性的防护能力和美观的装饰效果。由于铝及其合金电解着色所获得的色膜克服染色的缺点，具有良好的耐晒、耐光、耐磨、耐热性能及抗化学腐蚀性能，在现代建筑业等领域得到了广泛的应用，并已成为铝型材防护、装饰的主要工艺技术。电解着色可得到古铜、青铜、香槟、仿不锈钢、金黄、黑色、红色、钛金色、花色等多种色彩，现举例一、二。
青铜色系及仿不锈钢色系工艺规范：
含量g/l 色 系
真黑色系 青铜色系 仿不锈钢色系 单锡盐工艺
工艺规范 硫酸镍 35~40 20~30 ─ ─
硼酸 25~30 20~25 10 ─
硫酸 20~25 15~20 20 20~25
稳定剂ADL-DZ 15~20 10~15 ─ 15~20
添加剂ADL-FG ─ ─ 15 ─
硫酸亚锡 10~12 3~6 2~4 10~15
交流电压(v) 14~15 9~12 7~9 10~15
温度℃ 20~25 20~25 15~40 20~30
时间(min) 9~12 3~8 2~5 3~10


金黄色系工艺规范:

含量g/l 工     艺
锰 盐 银 盐
范围 最佳值 范围 最佳值
工艺规范 高锰酸钾 7~12 10 ─ ─
H2so4(d=1.84) 25~35 30 15~25 20
黄色添加剂ADL-DJ 15~25 20 15~25 20
硝酸银 ─ ─ 0.5~1.5 1
温度（℃） 15~40 25 15~40 25~30
交流电压（V） 7~10 8 5~7 6
对极 石 墨  不锈钢


    另外，彩色电泳涂装是一种新颖的表面处理新工艺，经过处理的铝型材的涂覆层耐蚀性极其优良：能通过中性盐雾试验400h以上)，抗变色性能强，
    邑彩品种多，色泽鲜艳。
    2.6 封闭处理
    (1)热水封闭
    工艺条件：温度80~100℃ PH＝6.7 时间10~20 min
    (2)蒸汽封闭
    工艺条件：压力0.098~0.294 Mpa
    时间20~30min
   (3)盐溶液封闭
    工艺规范：


含 量G/L 配 方
配方一 配方二
工艺规范 常温快速封闭剂ADL-F（3） 5 ─
常温封闭剂ADL-F（2） ─ 8
温度（℃） 25~45 25~45
时间（min） 8~15 8~15
PH值 5.5~6.5 5.5~6.5

   
  
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[ 本帖最后由 shiyan 于 2009-1-10 15:42 编辑 ]

shiyan

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实验六 表面处理技术


　
一、实验目的

1.了解钢铁发蓝的原理及处理方法。

2.了解铝阳极氧化的原理及处理方法。

3.了解钢铁磷化的原理及处理方法。

二、实验原理

表面处理技术是一门新兴的工业加工技术。对金属、非金属材料如塑料、陶瓷、玻璃等的表面进行物理化学处理，以改善金属与非金属的表面性能。从而大大提高了金属、非金属材料的应用范围，本实验将介绍钢铁发蓝、铝阳极氧化着色以及钢铁磷化等表面处理技术的一般原理和方法。

1.钢铁发蓝处理

利用氧化还原反应使钢铁的表面形成一层致密的氧化膜。由于形成的氧化膜通常呈黑色或蓝黑色，因此钢铁的氧化处理又称为发蓝。钢铁的发蓝处理不影响钢铁零件的精密度，但却可以提高钢铁零件的耐腐蚀性。

钢铁的发蓝处理通常采用碱性氧化法。碱性氧化法是在一定温度下，在含有氧化剂(NaNO3或NaNO2)的氢氧化钠溶液中进行。氧化剂和NaOH与金属铁作用生成亚铁酸钠(Na2FeO2)和铁酸钠(NaFeO2)，后二者再相互作用生成磁性氧化铁,反应方程式如下：

3Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO+H2O+NH3

6Na2FeO2+NaNO2+5H20=6NaFeO2+7NaOH+NH3

Na2FeO2+2NaFeO2+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH

2.铁磷化处理

钢铁零件在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行处理，使其表面生成一层难溶的磷酸盐防护膜的方法，称为磷化。

磷化膜的颜色随着基体材料及磷化工艺的不同可以由暗灰到黑灰，其厚度一般为5～20μm。磷化膜的主要成分是磷酸盐(Me3(PO4)2)和磷酸氢盐(MeHPO4)。

磷化膜在大气条件下较稳定，抗蚀能力是发蓝膜的2～10倍，具有较高的电绝缘性和润滑性，由于磷化膜对油类，漆类有良好的吸附能力，被广泛用作油漆的底层。

磷酸盐溶液中存在如下平衡

3Me(H2PO4)2=Me3(PO4)2+4H3PO4

式中Me代表Mn、Fe、Zn离子。经表面处理后的钢铁零件在磷化液中发生如下反应：

Fe+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2↑

Fe+Fe(H2PO4)2=2FeHPO4+H2↑

Fe+2FeHPO4=Fe3(PO4)2 +H2↑

Me(H2PO4)2+2Fe=Me(FePO4)2+H2↑

生成的不溶性磷酸盐结晶沉积在金属表面。在磷化液中，硝酸盐作为催化剂，可以加速上述反应进行。

3.铝的阳极氧化色

将铝及铝合金置于适当的电解液中作为阳极进行通电处理，此过程称为阳极氧化。经过阳极氧化，铝表面能生成几十至几百微米的氧化膜。这层氧化膜的防腐性，耐磨性以及装饰性(新生成的氧化膜可以用有机或无机着色剂使铝的表面着色)等比原来的金属都有明显的改善与提高。

在铝的阳极氧化的工艺过程中，铅作为阴极，铝作为阳极，一定浓度的H2SO4溶液作为电解液，电解氧化过程发生的反应是

阴极2H++2e= H2↑

阳极2OH－-2e=[O]+H2O

3[O]+2Al=Al2O3

在氧化过程中，由于生成Al2O3可以溶解于H2SO4溶液中，因此，要在铝表面形成致密的氧化膜必须使Al2O3的生成速度大于Al2O3的溶解速度。

铝的阳极氧化着色技术广泛应用于铝材加工，装饰材料，飞机、汽车及精密仪器零件制备上。

三、仪器与药品

直流稳压电源(15V)；直流伏特计(0～30V)；直流电流计(0～500mA)；滑线电阻；温度计；水浴；镊子，试管，表面皿；蒸发皿，烧杯；铅电极(铅棒)；铝片(作电极)；铁钉；电吹风(或烘箱)

H2SO4 15％(5mol·dm－3)；HNO3 10％；NaOH(2 mol·dm－3)；苯；无水乙醇；脱脂棉，砂纸，钢片发蓝液(36g NaOH+14g NaNO2+50g H2O)；变压器油；

无机着色液：

染出颜色                  1号                   2号

蓝或天蓝         1％亚铁氰化钾      10％氯化铁

橙黄色             10％铬酸钾           10％硝酸银

氧化膜质量检验液：(3g K2Cr2O7+25cm3 HCl(浓)+75 cm3 H2O)；

化学除油液(磷化用)：NaOH(60～100g·dm－3)；Na2CO3(30～60g·dm－3)

Na3PO4(40～50s·dm－3)；水玻璃(10～20g·dm－3)

硫酸洗液(磷化用)：H2SO4(180～240g·dm－3)

铬酸除渣液(磷化用)：CrO3(200～250g·dna－3)；NaCl(10～20g·dm－3 )，H2SO4(10～30g·

dm－3)

弱腐蚀液(磷化用)：HCl(120～180s·dm－3)

中和液(磷化用)：Na2CO3(15～30g·dm－3 )；肥皂(5～10g·dm－3”)

磷化液：磷酸锰铁盐(马日夫盐)(30～40g·dm－3)；Zn(NO3)2(70～100g·dm－3)；Mn(NO3)2

(25～4.0S·dm－3)

补充处理液：K2Cr2O7(30～50g·dm－3 )；Na2CO3(2~4g·dm－3 )

检验液(磷化用)CuSO4(0.25mol·dm－3)40cm3；NaCl(10％)20cm3，HCl(0.1mol·dm－3)0.8 cm3

四、实验内容

取两枚铁钉，用砂纸除锈后，放入加热至70℃左右的2mol·dm－3 NaOH溶液的试管中，约5min拿出用水冲洗干净，将其中的一枚铁钉放人蒸发皿中，加入少量发蓝液，盖上表面皿，加热至沸后，再使续加热3min，取出，水洗并与未经处理的铁钉比较，用少许变压器油浸泡已经发蓝处理的铁钉。

2.磷化

(1)准备工作：用砂纸磨掉钢铁件表面的铁锈，用自来水冲洗后，在85℃的化学除油液浸泡10min，用高于85℃的热水及冷水依次冲洗工件，在高于70℃的H2SO4酸洗液洗5min，冷水冲洗。在铬酸除渣液中浸2～4min，冷水洗，于弱腐蚀液中浸2～4min冷水冲洗。工件再放入中和液中(40～60℃)中浸泡1~2min，用冷水冲洗干净。

(2)磷化将磷化液加热至60～70℃，再将待磷化工件浸泡其中约7～15min，取出，依次用冷水和高于80℃的热水冲洗。

(3)补充处理，在加热至80℃的补充液中浸泡10～15min，取出，依次用冷水和热水洗净，烘干。

(4)抗腐蚀性能检验，用脱脂棉蘸上酒精后，擦试磷化后的工件，待工件表面酒精挥发后，在工件表面滴加数滴检验液，同时计时，记录检验液由蓝色变成土黄或土红色的时间，即为磷化膜抗蚀能力，一般以1min为合格。

(5)磷化膜的退除，当磷化工件的抗蚀能力小于lmin时，为不合格工件，这时应将磷化层退除，重新磷化，其操作是，将不合格工件在酸洗液中浸泡1～1.5min，经水洗及中和处理后再重新进行磷化。

3.铝的阳极氧化着色

(1)铝片的预处理，取出一定大小的铝片，依次用苯，酒精擦洗铝片的表面，以除去其表面的油污，然后用水冲洗(除油后，不能再用手触摸铝片的表面)。将除油后的铝片浸入60～70℃的2mol·dm-3的NaOH溶液中，约l min取出用水冲洗干净，再用10％ HNO3对铝中进行化学抛光10min，水洗，置于水中待用。

(2)阳极氧化，以铅为阴极，铝片为阳极，15％的H2SO4溶液为电解液，按照右图连接电解装置，调节滑线电阻。使电流密度保持在15～20mA·cm-3之间，电压为15V左右，电解40min，电解完毕后取出铝片，用水冲洗，浸泡在水中，并在30min内着色。

(3)氧化膜质量检查，从中中取出铝片，吸干表面的水，分别在已氧化和未氧化的之处各滴一滴氧化膜质量检验液，检查氧化膜质量。



(4)着色，经阳极氧化的铝片可以用无机化合物(或有机染料)着色

用无机物着色处理的步骤如下，室温下先将铝片在1号着色液中浸泡5～10min，取出，用水洗净，然后再放入2号着色液中浸泡5～10min，取出，用水洗净。

(5)封闭将已着色的铝片干燥后，放在水蒸汽中封闭处理20～30min，即可得到更加致密的氧化膜。

五、预见要求

1.了解钢铁发蓝，铝阳极氧化，着色和钢铁磷化的工艺过程及相应的原理。

2.进一步熟悉电解装置。

六、思考题

（1）简述钢铁发蓝的基本原理和应用。

（2）简述铝阳极氧化的基本原理和用途。

（3）如何评价铝阳极氧化膜的质量，写出相应的化学反应式。

（4）钢铁磷化在工业上有何用途，简述磷化的基本工艺过程。

（5）简述钢铁发蓝和磷化异同点。

　



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[ 本帖最后由 shiyan 于 2009-1-10 15:49 编辑 ]

allmight

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er232

不懂！帮顶！