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标题: 也谈铝材的阳极氧化 [打印本页]
作者: 夜游神    时间: 2010-6-26 01:37
标题: 也谈铝材的阳极氧化
随着工业水平的不断发展，铝合金的动应也越来越广泛，从最初的飞机制造业，门窗，汽车工业，卫浴渐渐应用到了生活的各个领域。在全世界它的年产量仅次于钢铁，在金属材料中名列第二。而铝合金最常用的表面处理方式就是阳极氧化，作为一个有点资历的结构工程师，恐怕都有必要对此有一定的了解。故我把自己这几年在铝材阳极氧化方面的一点浅见讲出来放在这里，不求权威，不求全面，权当抛砖引玉。

     铝的种类繁多，但并不是所有的铝都可以做阳极氧化的，所以我们有必要先了解一下铝的分类。

      按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。  
      按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。  
      按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。

       这么多的种类那我们怎么对它们加以区分呢？最好的方法当然是牌号了，不同的牌号就代表不同的种类了，铝合金的牌号用四位数表示，共有八个系列：
     1）1XXX系列：工业纯铝；  

     2）2XXX系列：Al-Cu、Al-Cu-Mn合金，；  

     3）3XXX系列：Al-Mn合金；  

     4）4XXX系列：Al-Si合金；  

     5）5XXX系列：Al-Mg合金；  

     6）6XXX系列：Al-Mg-Si合金；  

     7）7XXX系列：Al-Mg-Si-Cu合金；  

     8）8XXX系列：其它。

     用于阳极氧化的铝合金，一般采用6系列，即Al-Mg-Si合金。
    为什么不用其它系列的合金呢？因为铝镁硅合金固溶时效状态强度高，塑性也较好，焊接性好，焊接接头在焊后状态仍能保持较高的强度，此其一。
    另一方面，是因为合金成份对阳极氧化后的表面外观，也产生直接的影响。比如，含1～2%锰的铝合金，氧化后呈棕蓝色，随铝材中含锰量的增加，氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。含硅0.6～1.5%的铝合金，氧化后呈灰色，含硅3～6%时，呈白灰色。含锌的呈乳浊色，含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调，含镍的呈淡黄色。一般而言，只有含镁和含钛量大于5%的铝含金，经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。

       另外，一个完整的牌号除了系列之外，还应包含基状态代号，因为同一种铝材，也会有不同的状态，而其力学性能和功用也各不相同。按照GB/T16475《变形铝和铝合金状态代号》标准，新状态代号规定如下：  

O： 退火状态   
H112：热作状态   
T4：固溶处理后自然时效状态   
T5：高温成形过程冷却后人工时效状态   
T6：固溶处理后人工时效状态   
     最恰当的作阳极氧化的铝合金材料是6063 T5(专不专业人家看你图纸上的材料就可以看出来了）。

   选好材后，就到了正题了，阳极氧化。那么阳极氧化究竟是通过什么样的工艺来实现的呢？基大体的工艺如下：

机加工--人工时效---抛光--零件上挂具→化学除油→热水清洗→冷水清洗→出光→清水洗→硫酸阳极氧→冷水洗→烘干→染色→封闭。

氧化后的效果一般分亚银和光银，通过着色后还可以有黑色，金色，兰色，木纹等多种颜色。其表面通过喷砂，碱蚀还以可以达到磨砂效果：120目以下喷砂可以实现，120目以上一定要通过碱蚀才可以做到。

氧化效果一般通过盐雾测试和耐磨测试加以检验，其标准各个行业各有不同，有酸性盐雾测试（AASS），铜盐加速盐雾测试（CASS），中性盐雾测试一般不采用。以酸性盐雾测试为例，一般有4小时，8小时，12小时，24小时，48小时，72小时等不同标准，可根据客户要求而定。
而对氧化影响最大的工艺环节有二个：一是氧化时间（当然，氧化液的调配，氧化电压，电流密度首先应恰当），时间太短氧化膜层太薄，而时间太长又会造成过氧化，表面会成粉末状，封闭后易脱落，所以必需掌握一个恰当的氧化时间（对大批量的生产，最好先有实验数据）。二是封闭，一方面要选择合适的封闭剂，另一方面要对封闭液的温度和封闭时间掌控得当。要想封闭效果现想，封闭温度以80度--90度为宜；封闭时间要根据产品要求来定。
题外话：本人曾有过酸性盐雾72小时的氧化经验，内行的人应当知道这要求有多高了，找遍所有能找到的氧化厂家，没人可以做得到，后经本人据厂摸索，实验，终于通过。但此间参数和条件为我和氧化厂家共有，有关商业技术机密，在此不方便透露，还请大家见谅。

铝材氧化常见缺陷及其形成原因：
1，白线:这是最常见也是最令人头痛的表面缺陷之一，其成因主要是因为材料中成份不均，含有杂质等。
2，暗影：这也是常见缺陷，其原因主要是挤压时模具固定不稳，材料流速不均匀而造成。
3，砂眼：顾名思义，由于铝材中含有杂质。
4，局部无氧化膜：装夹位置不当、氧化液太稀或是除油末干净。
5，氧化膜疏松有粉末状：氧化时间过长或是加硫酸后溶液是不均匀。
6：变形：一般氧化前或后需机加工的产品，由于加工时装夹不当或是加工中进刀量太大所引起。
7，划伤：加工、运输过程中保护不当所引起。


时间太晚了，明天还要上班，先写这么多了，欢迎同道中人共同探讨。
作者: lk40    时间: 2010-6-26 10:50
抢沙发，楼主对表面处理很通吧，这两天看过好多楼主关于表面处理的贴子，绝对的经验之谈，也希望能有更多像楼主这样的高手无私贡献！再次支持楼主！！
作者: jcpf    时间: 2010-6-26 11:08
路过,顶一下
作者: cjdbd_16    时间: 2010-6-26 22:54
很全面，谢谢！
作者: 夜游神    时间: 2010-6-27 00:18
lk40 发表于 2010-6-26 10:50
抢沙发，楼主对表面处理很通吧，这两天看过好多楼主关于表面处理的贴子，绝对的经验之谈，也希望能有更多像楼主这样的高手无私贡献！再次支持楼主！！


谈不上通啦，只是产吕做比较杂，进过的行业多一点，也就接触这方面的东西多一点罢了。
作者: yintianfang    时间: 2010-6-27 00:30
专业知识好牛.......................
作者: wangxbjing    时间: 2010-6-27 11:02
这个要认真看看
作者: whiskey-1    时间: 2010-6-30 17:07
楼主在表面外理技术方面可以称为大师了，拜读了你现在与其它的文章，受益菲浅呀
作者: 风之子    时间: 2010-6-30 17:11
盐雾48小时已经不错了
作者: 风之子    时间: 2010-6-30 17:12
阳极氧化为铝合金装扮得多姿多彩
作者: 夜游神    时间: 2010-6-30 19:42
whiskey-1 发表于 2010-6-30 17:07
楼主在表面外理技术方面可以称为大师了，拜读了你现在与其它的文章，受益菲浅呀


大师可不敢当，每个人都是这样成长起来的
作者: cheng8598    时间: 2010-6-30 22:31
学习了!
做过比较多的五金冲压铝,但对型号也不了解,是不是编号也是一样的.只知道韩国铝还不错.
楼主有做过压铸铝的氧化吗?个人认为好像不能做氧化.砂眼太多.杂质也太多.
楼主指的铝,铝合金氧化是属于我们日常生活中的哪一种.五金的?压铸的?其它的?
作者: jeanson    时间: 2010-7-1 09:15
阳极氧化后能抗低温零下20度环境不氧化么。也想了解一下铝合金表面采用喷油的方法是否能抗低温氧化？
作者: 夜游神    时间: 2010-7-1 10:09
cheng8598 发表于 2010-6-30 22:31
学习了!
做过比较多的五金冲压铝,但对型号也不了解,是不是编号也是一样的.只知道韩国铝还不错.
楼主有做过压铸铝的氧化吗?个人认为好像不能做氧化.砂眼太多.杂质也太多.
楼主指的铝,铝合金氧化是属于我们日常生活 ...


理论上来说，所有的铝合金都可以做阳极氧化，但要想效果好，只有挤压型铝合金，且其中6063 T5最好（请细看我的文章），因为阳极氧化对合金中镁，硅的含量有一定的要求，镁要大于5%以上，而硅含量要小于0.6%,而压铸铝合金中此两项都相差甚远，其中镁的含量低于0.5%,而硅的含量又远远高于0.6%,所以就是勉强做出来其效果也是很差的，一是氧化层质量不高，达不到好的防腐要求，二是颜色只能是暗灰色，不能象6063那样可以做成很多的颜色。
   另一方面因为普通压铸件多砂眼和气泡，抛光后表面质量也不怎么好，氧公后也难以有好的表面质量。
作者: 夜游神    时间: 2010-7-1 10:12
jeanson 发表于 2010-7-1 09:15
阳极氧化后能抗低温零下20度环境不氧化么。也想了解一下铝合金表面采用喷油的方法是否能抗低温氧化？



不会啊，我们做的是-40度的测试呢。铝合金喷油也是可以的，但做得少，因为这不是它的特点，氧化才能凸显其特性。还有就是其烤漆性能也很好。
作者: zkee    时间: 2010-7-1 13:33
看后受益良多。感谢楼主深入浅出的讲解。让我们后辈可以更好的理解铝材的氧化知识。
作者: zhangdaner    时间: 2010-7-1 16:14
好帖的顶。让更多人受益。。
作者: dingulin    时间: 2010-7-2 08:55
好帖的顶。让更多人受益
作者: 夜游神    时间: 2010-7-3 00:09
自己顶一下，别沉了别人看不到了。
作者: 听雨    时间: 2010-7-4 07:30
7075铝合金在机加工时很容易产生黑色腐蚀条纹，腐蚀条纹主要分布在铝件与虎钳接触的边缘（采用冷却液加工）。请问这是什么回事，如何防范？
作者: wsh1982    时间: 2010-7-6 17:34
感谢楼主分享
作者: lj555668    时间: 2010-7-8 17:03
好资料 多谢楼住分享。
作者: 夜游神    时间: 2010-7-18 06:46
zkee 发表于 2010-7-1 13:33
看后受益良多。感谢楼主深入浅出的讲解。让我们后辈可以更好的理解铝材的氧化知识。


大家共同学习！相信你以后会更强。
作者: lyw268    时间: 2010-7-18 07:45
几年前做旅行箱拉杆时用过这个工艺.
作者: xuhailong99    时间: 2010-8-6 15:39
谢谢楼主分享，学习了
作者: evanbest    时间: 2010-8-9 16:41
professional info.
作者: v8engines    时间: 2010-8-11 11:45
xuexi

学习！！！
作者: 常乐猛将    时间: 2010-9-9 16:17
好资料受益不少，顶
作者: avidweeks    时间: 2010-9-9 16:48
拜读了，正需要这方面的知识，谢谢
作者: avidweeks    时间: 2010-9-9 17:04
正是碰到到铸铝要阳极氧化的问题，头痛吖。敢问大师，对铸铝件来说，除了阳极氧化，还有什么工艺可以达到相对比较好的防腐效果吗？
作者: barretzhang    时间: 2010-9-10 00:20
楼主表面处理是专家级别了，呵呵
作者: 夜游神    时间: 2010-9-10 08:42
avidweeks 发表于 2010-9-9 17:04
正是碰到到铸铝要阳极氧化的问题，头痛吖。敢问大师，对铸铝件来说，除了阳极氧化，还有什么工艺可以达到相对比较好的防腐效果吗？


铸铝因为其成份有别于挤铝，所以做氧化时效果没那么好，颜色没那么鲜艳亮丽，而且时有砂眼等不良出现。

对于铝材来说，阳极氧化是最普遍的表面处理工艺了，既美观又实惠，当然啦，它也可以烤漆，真空镀等。
作者: longmaning    时间: 2010-9-10 09:13
非常感谢大师的分享，小辈一定努力学习与进步！
作者: yuewenl    时间: 2010-9-10 09:31
，首先，，我以前是做冲压的，对这个不是太懂。
不过看完楼主的文章觉得怪怪的，，
3和7开头的不能做阳极氧化？？？
到底是根据你的氧化工艺来先铝合金材料还是根据材料来确定工艺啊，
拉伸件很多是3开头的，7开头的记得有做过7075吧，，6的好像6061多。。

关于酸碱盐雾，，72小时很难？？可能检测标准不一还是怎么，，是否做封闭。。
，我们做的96，当然我对这个也不是很懂，可能是环境没这么恶劣。

最后，那个缺陷，，，我们以前好像出得最多的是流痕，色差之类的，，有事先，，说到这
作者: ZSHM456789    时间: 2010-9-10 10:04
有一定作用，谢谢楼主
作者: 1396023    时间: 2010-9-10 10:06
不错的学习资料
作者: 1396023    时间: 2010-9-10 10:06
不刷分对不起楼主
作者: panchunwei    时间: 2010-9-10 10:25
铝的强度好象也有很高的，但为什么很少应用于结构受力件？
作者: james_xiao_pea    时间: 2010-9-10 10:41
2# lk40
謝謝！樓主，有學到。
作者: 夜游神    时间: 2010-9-10 11:09
yuewenl 发表于 2010-9-10 09:31
，首先，，我以前是做冲压的，对这个不是太懂。
不过看完楼主的文章觉得怪怪的，，
3和7开头的不能做阳极氧化？？？
到底是根据你的氧化工艺来先铝合金材料还是根据材料来确定工艺啊，
拉伸件很多是3开头的，7开 ...


看来你误解了我的意思，是铝材就可以做阳极阳化，但其中以6系例效果最好，而6系例中又以6063最佳。

“   另一方面，是因为合金成份对阳极氧化后的表面外观，也产生直接的影响。比如，含1～2%锰的铝合金，氧化后呈棕蓝色，随铝材中含锰量的增加，氧化后的表面色泽从棕蓝色到深棕色转化。含硅0.6～1.5%的铝合金，氧化后呈灰色，含硅3～6%时，呈白灰色。含锌的呈乳浊色，含铬的呈金黄至灰色的不均匀色调，含镍的呈淡黄色。一般而言，只有含镁和含钛量大于5%的铝含金，经氧化后可以得到无色透明且光亮、光洁的外观。”

关于盐雾测试，我想你并不是很清楚你们的测试要求，你先询问清楚，据我判断，你们产品的盐雾应当是中性盐雾测试，它与酸性盐雾测试相差甚远，所以你的96小时，实际上只是酸性盐雾的24小时，这是铝材防腐的一般性要求，低挡一点的12小时，更高挡的24小时以上，一般的厂家都难做到。如果你们的真是72小时酸性盐雾的话，能给个供应商信息吗？我真想和它探讨一下。

至于不良现象，你说的流痕就是我所说的白线，你说的色差即暗影，只是叫法不同罢了。

本帖最后由 夜游神 于 2010-9-10 11:11 编辑
作者: 夜游神    时间: 2010-9-10 11:14
panchunwei 发表于 2010-9-10 10:25
铝的强度好象也有很高的，但为什么很少应用于结构受力件？


现在高强度的铝合金也有啊，如飞机上，航天设备上大都普遍使用，但那种材料的价格远高于钢材，在不特别要求重量的产品中使且是不经济的。
作者: michaeljie    时间: 2010-9-10 11:36
以前做过铝质手电筒，材料用的是6063。都是机加工的 表面本色氧化处理
作者: puma_max    时间: 2010-9-11 22:36
楼主辛苦了...
作者: szqiao    时间: 2010-11-14 14:17
再次看下,顶下
作者: hu12345    时间: 2010-11-14 21:03
楼主真是高人 对我来说  您就是我的偶像
作者: 151432620    时间: 2011-3-24 10:52
再次看下,顶下
作者: jufuming    时间: 2011-3-24 11:15
拜读了，顶顶
作者: guxxx1314277    时间: 2011-3-24 11:20
不错，学习中
作者: shape1101    时间: 2011-3-24 14:34
不知道彩色铝型材是不是都是氧化出来的？
作者: ggplay    时间: 2011-3-26 11:05
高手就是高手
作者: lorom0623    时间: 2011-3-26 12:41
楼主在这方面确实很强，佩服！
作者: lzysd1975    时间: 2011-3-26 15:18
必须的顶起来并记录在案。
作者: lzysd1975    时间: 2011-3-26 15:35
我司的测试标准是盐雾48小时，手汗24小时，有个问题是目前找了好几家供应商铝片最后的高光部分总过不了手汗测试，请夜游兄回答一下怎样才能保证过测试呢？
作者: zxwcyy520    时间: 2011-3-26 22:25
楼主强，学习了
作者: lk40    时间: 2011-3-28 11:22
顶起！！！
作者: lzysd1975    时间: 2011-3-28 15:46
lzysd1975 发表于 2011-3-26 15:35
我司的测试标准是盐雾48小时，手汗24小时，有个问题是目前找了好几家供应商铝片最后的高光部分总过不了手汗测试，请夜游兄回答一下怎样才能保证过测试呢？



夜游神兄去哪了？顶起求回复。
作者: yian10000    时间: 2011-3-28 16:51
夜游神出品，必属精品
作者: xiaonan    时间: 2011-5-25 12:19
夜游神兄：您好！

很高兴能在网上搜索到贵兄的文章。了解到铝6063T5的氧化效果最好。
目前我这里有一系列的大量的产品涉及铝型材加工及后期表面处理。因为是消费类产品 所以产品的表面效果要求很高。
   在网上找了很多家 都不是很满意。我们的要求最好是达到apple nano mp3铝的表面效果。 苹果的产品代工我知道是在苏州可成科技做的。问题是那里的生产量和价格实在是太高。
   不知道夜游神兄有没有什么加工厂推荐？

我邮箱是xiaozhangz@163.com    谢谢！
作者: wangzhi8609    时间: 2011-5-25 14:35
学习中……
向高手致敬
作者: larry.wei    时间: 2011-5-25 14:36
很不错的指导材料，谢谢！
作者: hfchenlei    时间: 2011-5-25 16:38
学习了，对楼主的学识及无私奉献精神深表敬佩
作者: lianluohua    时间: 2011-5-26 11:32
拜读了，正需要这方面的知识，谢谢
作者: han043099    时间: 2011-5-26 12:44
拜读了，正需要这方面的知识，谢谢,怎么不见人了
作者: zhuweiling    时间: 2011-5-26 14:41
别人的经验是最好的学习方式，谢过。
作者: stylist88    时间: 2011-5-27 09:58
学习了，对楼主的学识及无私奉献精神深表敬佩
作者: jxczg    时间: 2011-5-27 10:48
确实铝材我用得不多，只了解些皮毛。
作者: ortden    时间: 2011-5-27 13:59
严重支持一个．．．
作者: james_xiao_pea    时间: 2011-5-28 11:26
2# lk40
版主对五金件很熟悉，希望拉丝工艺也讲一讲。
作者: wogozo13    时间: 2011-5-28 16:36
我们的铝管阳极氧化处理后，进行酸性48小时测试很难通过，酸性24小时通过的概率较高
作者: asd7559    时间: 2011-5-28 21:42
好东西啊，特别顶顶
作者: han043099    时间: 2011-6-1 16:44
好东西啊，特别顶顶
作者: ping911    时间: 2011-6-1 21:57
支持~增长见识啊~
作者: zhiyuan305    时间: 2011-6-1 22:06
楼主对表面处理一块可谓是融会贯通了，什么时候抽个时间也给介绍介绍锌合金的表面处理工艺啊。
作者: wangrong8515975    时间: 2011-6-1 22:49
恩 受益匪浅了  顶
作者: grliu    时间: 2011-6-2 08:32
2# lk40 顶
作者: wyh18    时间: 2011-6-10 07:51
很全面，谢谢！
作者: cjdbd_16    时间: 2011-6-10 10:18
有一种压铸铝叫ADC12的，
它应该归于哪类呢？我看到你上面的资料
归类都是以阿拉伯数字开头的。
作者: wangshumin80    时间: 2011-6-10 14:30
希望楼主快点继续下回分解呀
作者: ManUTDCKZ    时间: 2011-6-10 22:09
呵呵，老是用到6061，还不知道阳极氧化有这么层的意思，学习啦
作者: liangliang2008    时间: 2012-3-5 15:21
楼主能说下各种铝材的性能和用在哪方面吗，还有压铸铝，我挤型铝都是什么型号的铝？
作者: jxczg    时间: 2012-3-5 16:11
仔细看了一下全文，对牌号分类了解不少！



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