直流电硫酸阳极氧化法的应用最为普遍。 优点： 1.膜层较厚、硬而耐磨、封孔后可获得更好的抗蚀性； 2.膜层无色透明、吸附能力强极易着色； 3.处理电压较低,耗电少； 4.处理过程不必改变电压周期, 有利于连续生产和实践操作自动化； 5.硫酸对人身的危害较铬酸小, 货源广, 价格低等优点。
1.5直流電硫酸陽極氧化
2.2陽極氧化工藝規范
2.2.3 陽極氧化作業標準
硫酸濃度:180 ±30 g/L 溫度:18-23℃ 電壓:12-16V 硫酸鋁:1-15g/L 時間：10~50min
2.2.3.1 氧化時間與皮膜
氧化時間與皮膜
時間（min) 5 10
皮膜(u) 2 4
15
6
20
8
25
10
30
11
35
13
40
14
以鋁或鋁合金製品爲陽極置於電解質溶液中，利用電解作用，使其 表面形成氧化鋁薄膜的過程，稱爲鋁及鋁合金的陽極氧化處理。铝阳极 氧化的原理实质上就是水电解的原理。 当电流通过时, 将发生以下的反应： 在阴极上, H2：2H ++2e → H2 在阳极上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2
AL2O3： 4AL + 3O2 = 2AL2O3 + 3351J
表面處理技術簡介
－鋁材陽極氧化
薛廣濤 CQA SQM4 08/09/26
第一章:表面處理概述 第二章:陽極氧化工藝流程 第三章:陽極氧化不良分析 第四章:陽極氧化膜著色 第五章:陽極氧化膜封閉 第六章：陽極氧化産品检测重點
第一章:表面處理概述
1.1鋁材質認識 1.2 陽極氧化處理的原理 1.3陽極氧化産品的優點 1.4陽極氧化處理的分類 1.5直流電硫酸陽極氧化
3.8氧化膜脆或有裂紋
產生原因
1.電流密度大； 2.溶液溫度太低； 3.封孔溫度或干躁溫度太高
解決方法
1.調整電壓 2.提高溶液溫度至正常范圍 3.封孔時管控好溫度&調整乾燥溫度
第四章、陽極氧化膜著色
本章重點： 陽極氧化工藝操作要點 著色不良原因分析與改善
第四章、陽極氧化膜著色
鋁及其合金經過氧化處理后產生的氧化膜.孔隙率高,吸附能力強,容易 染色.其染色方法,就是將陽極氧化后的制件,放入有機染料的水溶液中染色 或電解著色。 （一）无机颜料着色 无机颜料着色机理主要是物理吸附作用，即无机颜料分子吸附于膜层微孔 的表面，进行填充。该法着色色调不鲜艳，与基体结合力差，但耐晒较好. （二）有机染料着色 有机染料着色机理比较复杂，一般认为有物理吸附和化学反应。 有机染料着色色泽鲜艳，颜色范围广，但耐晒性差。 （三）电解着色 主要用於建築類鋁材的著色，具有良好的耐磨性、耐晒性、耐热性、耐蚀 性和色泽稳定持久等优点。
1.5直流電硫酸陽極氧化
1.5.4影響氧化膜生長及質量的因素
1.硫酸濃度 2.電流密度 3.電解液溫度 4.陽極氧化時間 5.攪拌的頻率 6.合金成分
第二章、鋁製品陽極氧化工藝流程
本章重點： 2.1陽極氧化工藝流程 2.2陽極氧化工藝規范
二、鋁製品陽極氧化工藝流程
2.1陽極氧化工藝流程
鋁材質
機械 前處理
5~10
60~70
10~20
2~5
60~70
1~5
2~5
60~70
5~10
5
室溫
2~10
4~6
15~40
15~30
2~5
70~80
2~5
PH值 4.5~5.5 4.5~5.5 5~5.5
4.5~5.5 4.5~5.5 4.5~5.5
4.1工藝規範
色別
染料名稱
濃度（g/L) 溫度（℃） 時間（min） PH值
2.2陽極氧化工藝規范
2.2.2 工藝操作要點
1.掛具和氧化零件材質應該相同，接觸應呈精密接觸。 2.形狀各異或合金成份不同的制品，不宜在同一槽中氧化。 3.氧化過程中一般不允許中間斷電。 4.每槽零件的氧化面積輿槽液體積的最大比值，應為每立方米電解液最多 一次氧化3.3平方米的零件。 5.陽極氧化中可能產生和帶入大量的的雜質，會使氧化膜孔隙率升高，表 面粗糙和疏松，而且還會造成零件局部腐蝕甚至穿孔； Cu2+、Pb2+、Mn2+可使氧化膜產生黑條紋，起蒙等，使著色困難，可采用 低電流密度電解除去。
1.3陽極氧化産品的優點
鋁材 硬度 耐磨性 耐腐蝕性 表面加工性 使用范圍 使用壽命
自然氧化 低 差
容易
差
較窄
短
陽極氧化 高 高
困難
佳
廣泛
長
阳极氧化後的産品具有较高的硬度和耐磨性、极强的附着能力、 较强的吸附能力、良好的抗蚀性和电绝缘性及高的热绝缘性。
阳极氧化形容为铝合金“万能的”表面强化处理手段。
1.5.1氧化膜成長機理 初期階段：鋁基材表面形成一層致密的氧化薄膜。 中期階段：硫酸溶液的腐蝕使陽極氧化向縱深發展。 後期階段：其內層厚度至氧化結束基本都不變，位置卻不斷向深 處推移；而多孔層則在一定的氧化時間內隨時間而不質
多孔層 阻擋層 鋁基材
纯水机
4.5 染色不良之因素與分析
4.6常見故障產生原因及排除方法
故障現象 產生原因
染料已被分解
染不上色
PH值太高 氧化膜太薄
放置時間太長氧化膜已封閉
染料不適當
氧化膜被油污弄髒
染料成分太低
氧化膜較薄 部分染不上色
氧化時零件應懸掛位置不合適
染色溶液被油污弄髒
染料溶解的不好
染色後表面 呈白色水霧
氧化膜孔隙內有水汽 返修零件褪色溶液濃度太濃
45
15
50
16
55
17
60
18
硫酸：190g/L 硫酸鋁：5g/L
浴溫：22℃ 電壓：16V
第三章、陽極氧化不良分析
本章重點： 常見故障及排除方法
3.1氧化膜疏松粉化脫落
產生原因 1.氧化溫度過高，電流密度過高或氧化時間過長 2.電解溶液濃度過高
解決方法 1.按工藝規范操作 2.稀釋溶液濃度至工藝范圍
2.实际算法：σ= K1it (K1 = 1.57η/γ)
爲了使K值更切合實際，應將電流效率和在這種工藝條件下所生成膜的密 度或孔隙度考慮在內;式中η爲電流效率（電極上實際析出的物質量與又總 電量換算出的析出物質量之比）。K1實值各國取值大小各異，美國:0.328 、0.285-0.355;日本:0.352、0.364、0.25;中國、俄羅斯:0.25。
脫脂
化學研磨
浸蝕
除粉垢
陽極氧化
染色
封孔
烘干
成品
表示水洗工序
表示先水洗， 後去離子水工序
二、鋁製品陽極氧化工藝流程
铝基材
拉丝
喷砂
脫脂
陽極
水清洗
烘干机
阳极产品
著色
封孔
2.2.1工藝規範
2.2陽極氧化工藝規范
配方
1
2
溶液組成與操作條件
硫酸
180~200
150~160
鋁離子
＜20
＜20
硫酸鎳
溫度（℃）
15~25
3.2 氧化膜光澤差，發暗
產生原因 1.氧化溶液濃度太高 2.前處理過腐蝕 3.氧化過程產生斷電
解決方法 1.調整氧化溶液成份 2.加強氧化前處理過程 3.加強生產管理，檢查電源
3.3氧化膜有白色斑痕
產生原因 1.氧化溶液密度太高，電流密度過大，溫度太高 2.氧化溶液中鋁離子含量過高
解決方法 1.按工藝規范操作 2.更換部份或全部溶液
通過調整陽極氧化工藝參數，可以得到納米孔孔徑不同、氧化膜厚 度不同的多孔型陽極氧化鋁膜 。它有很好的熱穩定性和化學穩定性，
1.5直流電硫酸陽極氧化
1.5.3氧化膜厚度計算
1.理论算法：σ= Kit
式中σ爲陽極氧化膜厚度（μm），I爲電流密度（A/dm2），t 爲氧化時 間（min），K爲系數（當氧化鋁密度γ=kg/m3，則K=0.309）。上述公式 計算的前提是以認爲通過的電量全用於氧化鋁析出，同時也把氧化鋁及膜 的密度視爲純淨的氧化鋁密集的值。
直接耐曬藍
3~5
10~30
15~20
直接耐曬翠藍
3~5
60~70
1~3
4.5~5.5
藍色
5B胡藍
酸性蔥醒藍
5~8
室溫
5
50~60
1~3
5~5.5
5~15
活性艷藍
5
室溫
1~5
4.5~5.5
酸性藍
2~5
60~70
2~15
酸性綠
5
70~80
15~20
綠色
直接耐曬翠綠
3~5
15~25
15~20
4.5~5.5
4.3 染色液建液標準
濃度
極淺色：0.2~1 g/L 中色：4~6 g/L
淺色：1~3 g/L 深色：8~10 g/L
PH值
依建浴時PH值定
溫度
25~45℃
時間
依廠家實際操作而定
水質
純水、蒸餾水、軟水
氧化皮膜 依顏色深淺而定（4μ~18μ)
4.4 染色與水質的關係
水質：建議用純水、蒸餾水、或者軟水。嚴禁使用自來水、地下水或山 泉水。 金屬含量高的水質： 自來水或地下水中常會含有鐵、銅、氯等不純物。雨水或山泉水中常會 含有礦物質。這些物質常會促使染色液加速老化與顏色不均等情形。 硬水：硬水容易會使染料的PH值發生異常。尤其是加熱型的染料最為 敏感。常會促使染料快速老化。也會使染料的附著性降低，是發生染色 不均與掉色的主因。 不純物高的水：如：硫酸根、硝酸根、鉻酸鹽、鹽酸等不純物，只要微 量就會促使染色異常。