铝及其合金的氧化处理工艺

铝及其合金的氧化处理

铝及其合金的氧化处理有化学氧化与电化学氧化两种，化学氧化得到的氧化膜薄，质软不耐磨，抗蚀性差，一般不单独使用，要作为油漆的良好底层。

电化学氧化处理可得到较厚的硬度高的氧化膜，耐热性、绝缘性和抗腐蚀性均好于化学氧化膜，还可染色。

化学氧化处理

酸性化学氧化

配方

组分 用量 组分 g/L 
85%H3PO4 50～60ml/L (NH4)2HPO4 2～2.5 
CrO3 20～25g/L H3BO3 1～1.2 
NH4HF2 3～3.5g/L

温度为30～36℃；时间为3～6min。

说明 无色至红绿色，3～4μm，氧化后零件尺寸无变化，适用于各种铝及铝合金。

配方2

组分 g/L 组分 g/L 
85%H3PO4 45 NaF 3 
CrO3 6

温度为20～35℃；时间为10～15min。

说明 膜薄、韧性好，抗蚀能力较强，氧化后不需封闭处理，适用于氧化后需要变形的铝及其合金。

碱性化学氧化

配方

组分 g/L 组分 g/L 
Na2CO3 50 NaOH 2～2.5 
Na2CrO3 15

温度为80～100℃；时间为10～20min。

说明 膜钝化后为金黄色厚度0.5～1适用于铝、铝镁、铝锰合金的氧化，可做油漆底层。

化学氧化后填充处理

酸性氧化后处理

配方

K2Cr2O730～50g/L；温度为90～95℃；时间为5～10min。

说明 烘烤温度不高于70℃，适用于酸性氧化pH值=6～6.7。

碱性氧化后钝化处理

配方

温度为室温；时间为5～15s。

说明 烘烤温度不高于50℃。

硫酸阳极氧化

直流电氧化

配方

98%H2SO4 180～200g/L；温度为15～26℃；阳极电流密度为0.8～1.5A/dm2；电压为13～22V；时间为20～40min；阴极材料为铝板。

说明 用于铝及铝合金防护氧化。

交流电阳极氧化

配方

98%H2SO4 130～150g/L；温度为13～26℃；氧化时间为40～50min；电压为18～28V；电流密度为1.5～2.0A/dm2。

加添加剂的硫酸阳极氧化

配方

组分 g/L 组分 g/L 
98%H2SO4 150～200 H2C2O4·2H2O 5～6

温度为15～25℃；电压为18～24V；电流密度为0.8～1A/dm2。

铬酸阳极氧化

铬酸氧化膜较薄，只有2～5μm，质软弹性高，能保持零件精度和表面光洁度，但耐磨性不如硫酸阳极氧化膜。

配方1

CrO3 30～40g/L；温度为32～40℃；时间为60min；阳极电流密度为0.2～0.6A/dm2；pH值为0.65～0.8；电压为0～40V；阴阳极面积比为3：1；阴极材料为铅或石墨板。

说明 适用于尺寸容差小的抛光零件。

配方2

CrO3 50～55g/L；温度为37～41℃；时间为60min；pH值＜0.8；阳极电流密度为0.3～0.7A/dm2；电压为0～40V；阴极材料为铅板或石墨。

说明 适用于一般机械加工件、板金件。

草酸阳极氧化

草酸阳极氧化膜厚，一般为8～20μm，最厚可达60μm，弹性好，具有良好的电绝缘性、抗蚀性和硬度，不亚于硫酸阳极氧化膜。

草酸阳极氧化电力耗量大，需要有冷却装置，成本较高。

配方1

H2C2O4·2H2O 50～75g/L；温度为25～35℃；电流密度为1～2A/dm2；电压为50～60V；氧化时间为30～40min；阳极材料为钝铝或铅板；电源为直流。

说明 适用于纯铝和铝镁合金制件的防护和装饰性阳极氧化。

配方2

H2C2O4·2H2O 40～60g/L；温度为15～18℃；时间为90～150min；电流密度为2～2.5A/dm2；阳极材料为碳精棒；电压为110～120V；电源为直流。

硫酸硬质阳极氧化

硬质阳极氧化膜厚离可达250～300μm，硬度（HV）在铝合金上，可达2452～4903MPa，在纯铝上可达11768～14710MPa；电阻系数较大，击穿电压可达2000V。主要用于耐磨、耐热、绝缘的铝合金零件的氧化。

硫酸硬质氧化液成分简单，稳定性好，操作方便，成本低，可用于多种铝材。

配方1

98%H2SO4 200～300g/L；温度为-8～10℃；时间为120～150min；电流密度为0.5～5A/dm2；电压为40～90V。

说明 适用于变形铝合金。

配方2

98%H2SO4 130～180g/L；温度为10～15℃；时间为60～180min；电流密度为2A/dm2；电压为5～100V。

配方3

98%H2SO4 270g/L；温度为-3～3℃；时间为120～150min；电流密度为2～2.5A/dm2；电压为40～60V；阴极材料为铅板。

瓷质阳极氧化

瓷质阳极氧化就是在铝合金、硬铝抛光面上获得均匀、光滑有光泽而不透明的氧化膜，外观类似瓷釉和搪瓷。这种类瓷膜具有较高的硬度、耐磨性、隔热性、电绝缘性和抗蚀性。适用于各种仪表、电子仪器上高精度零件表面的防护，或日用品、食品用具表面的装饰。

配方1

组分 g/L 组分 g/L 
K2TiO(C2O4)2 35～45 H3C6H5O7·H2O 1～1.5 
H3BO3 8～10 H2C2O4·2H2O 2～5

温度为24～28℃；时间为30～40min；电流密度开始为2～3A/dm2，终止为0.6～1.2A/dm2；电压为90～110V ；阴极材料为硅碳棒、纯铝板。

说明 适用于耐磨的高精度零件。

配方2

组分 g/L 组分 g/L 
CrO3 30～40 H3BO3 1～3

温度为40～50℃；时间为40～60min；电流密度2～4A/dm2；电压为40～50V；阴极材料为铅板或纯铝板。

说明 适用于防护和装饰性铝件的阳极氧化。

其他阳极氧化

高效率阳极氧化

配方

组分 g/L 组分 g/L 
98% H2SO4 150～180 甘油 10～12 
1631-Br 0.2～0.3 乳酸 10～12

温度为18～22℃；时间为10min；电流密度0.8～1A/dm2；电压为10～12V；搅拌形式为压缩空气。

宽温度范围阳极氧化

配方

组分 g/L 组分 g/L 
98% H2SO4 140～160 H2C4H4O6 20～60

温度为10～50℃；时间为30～40min；电流密度1～2A/dm2。

说明 可在无冷冻设备条件下连续生产，溶液寿命长。

磷酸阳极氧化

配方

组分 g/L 组分 g/L 
85%H3PO4 200 K12 0.1 
H2C2O4·2H2O 5

温度为20～25℃；时间为18～20min；电流密度2A/dm2。电压为25V。

阳极氧化膜封闭处理

络酸盐封闭

配方

K2Cr2O7 40～70g/L；温度为80～95℃；时间为10～20min。

水解盐封闭

配方1

组分 g/L 组分 g/L 
Ni(Ac)2 4～5 98% H2SO4 0.4～2

pH值为5.5～6；温度为93～100℃；时间为20min。

配方2

组分 g/L 组分 g/L 
NiSO4·7H2O 3～5 H3BO3 1～3 
NaAc·3H2O 3～5

pH值为5～6；温度为70～90℃；时间为10～15min。