铝、铝合金及其装饰制品的特点

可知各个铝合金系的阳极氧化特性是不同的。这是由于合金元素在阳极氧化中起的作用不同引起的，而且这种作用往往是通过其金属间化合物在阳极氧化中的不同化学行为体现的。表2所示为铝合金中常见的金属间化合物。这些金属间化合物大体分为三类：第Ⅰ类金属间化合物在阳极氧化中不发生变化并掺杂到氧化膜中；第Ⅱ类金属间化合物在阳极氧化中以比铝慢或相似的速度氧化并掺杂(或溶解)到氧化膜中；第Ⅲ类金属间化合物在阳极氧化中以比.........点击查看全部内容

  就铝合金本身而言，除了化学成分之外，对于阳极氧化质量影响较大的就是组织结构。而组织结构是由加工过程决定的，因此从铸造到加工成型整个生产工艺必须考虑最终产品表面的质量要求。

熔铸和均匀化过程中的冶金学变化
 
   熔铸 铝在铸造过程中形成枝晶结构，枝晶大小取决于凝固速度。冷却太快形成细的柱状晶，靠近铸锭表面通常有一层柱状晶边沿区域，从结晶器壁向铸锭内部生长粗的枝晶。在挤压时铸锭的粗枝晶会在型材上留下条纹。这就是说由于凝固速度不同造成的结构差异，不可能在随后加工中完全消除。因此铸造过程应该充分考虑铸锭横断面上的结构均匀性，为此，热顶铸造及电磁铸造应运而生。
 
   铸锭均匀化 共晶相质点位于树枝状晶的晶间，这些第二相质点的分散性与晶粒尺寸直接相关，晶粒细产生细的质点。在熔铸的凝固期间溶质元素的偏析引起合金化元素聚集。均匀化处理导致更加均匀一致的组织结构，从而导致最终产品的性能一致性。均匀化过程中要区分高固浓度元素和低固浓度元素，前者(如Si、Cu、Mg、Zn)可能会大量溶解，降低或消除偏析。低固浓度元素的初生质点主要是AlFeMnSi型金属间化合物，枝晶间的粗质点由于均匀化而被球化，在某些情形下也可能发生相变，形成次生的微细的弥散型质点。就6063合金而言，均匀化处理不仅针对Mg2Si的溶解，而且要考虑富Fe的β相的转化。
 
   加工成型过程中的冶金学变化 较大的初生相质点通常是硬而脆的颗粒，通过冷或热成形加工被破碎，破碎的质点碎片重新分布。在破碎中，质点的厚度一般不变，而碎片的长度减少到厚度的两倍。由此可以看出，细晶胞结构的意义在于初生相质点本身相应细小，加工成型的结果造成更加均匀的分布。初生相质点位于晶粒和晶界，并延伸为线。变形率愈高，线靠得更紧密，而每一条线的质点数较少。在挤压时坯料表面与挤压筒间的摩察使金属变形呈复杂的流动状态，挤压材的表面大量来自于铸锭内部的金属，在某些位置(取决于模具的尺寸和形状)明显偏析的材料会流到挤压材的表面，从而在阳极氧化后产生条纹。以挤压为例，许多挤压参数在挤压过程中有待控制，以得到最佳表面质量。这些参数包括压余长度、坯料温度、挤压筒温度、挤压速度、模具设计和挤压后的冷却强度等.
 

      阳极氧化膜的外观与氧化之前的表面状态息息相关，而化学预处理(尤其是碱洗和化学抛光)决定着表面状态。当然，化学预处理后的表面状态本质上还是取决于基体的显微结构，金属间化合物的类型、大小和分布，以及晶粒尺寸及其取向。而这些又与合金成分及加工工艺有关。
      1 、碱腐蚀 在建筑.........点击查看全部内容

 阳极氧化过去大量应用于Al-Mg-Si系6063变形铝合金挤压型材上。如将与6063合金相同的阳极氧化工艺用在Al-Cu系2024合金或Al-Zn-Mg系7075合金上，就会遇到一些困难；如果用于高硅的压铸铝合金，问题就会更大。阳极氧化工作者如果对铝合金的金属学不太熟悉，则对于由铝合金本身引发的阳极氧化膜的缺陷常常会束手无策。
 2 铝合金系的表示方法 国际上有据可查的.........    点击查看全部内容

阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。然而，铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力，容易受污染和腐蚀介质侵蚀，心须进行封孔处理，以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。　
　　阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化.........    点击查看全部内容

 有色金属及合金产品牌号的命名，规定以汉语拼音字母或国际元素符号作为主题词代号，表示其所属大类，如用L或AL表示铝，T或Cu表示铜。主题词以后，用成份数字顺序结合产品类别来表示。即主题词之后的代号可以表示产品的状态、特征或主要成份，如LF为防（F）锈的铝（L）合金；LD为锻（D）造用的铝（L）合金；LY为硬（Y）的铝（L）合金，这三种合金的主题词是铝合金（L）。又如QSn为青（Q）铜中主要的添加元素为锡（Sn）的一类；QAL9-4为青（Q）铜中含有铝（AL），成分中添加元素铝为9%，其他添加元素为4%，这两种合金的主题词是青铜（Q）。因此，产品代号是由标准（GB340-78）规定的主题词汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法来表示。 有色金属及合金产品的状态、加工方法、特征代号，采用规定的汉语拼音字母表示。如热加工的R（热），淬火的C（淬），不包铝

铜及铜合金 一、纯铜 纯铜是玫瑰红色金属，表面形成氧化铜膜后呈紫色，故工业纯铜常称紫铜或电解铜。密度为8-9g/cm3，熔点1083°C。纯铜导电性很好，大量用于制造电线、电缆、电刷等；导热性好，常用来制造须防磁性干扰的磁学仪器、仪表，如罗盘、航空仪表等；塑性极好，易于热压和冷压力加工，可制成管、棒、线、条、带、板、箔等铜材。纯铜产品有冶炼品及加工品两种。

　　自从上个世纪九十年代初，新星化工(深圳)有限公司(原新星化工深圳有限公司)通过对所有进口的铝表面处理剂进行分析并成功地将其全部国产化以来，国内涌现出众多同类产品的生产厂家，甚至连部分铝厂也能够自行配制。现在国内铝表面处理技术已经向着环保和高效方面发展。出现了如；三酸无烟镜面抛光的新技术。铝表面处理技术似乎已经达到了国际先进水平。

　　但在2005年的下半年，国内铝表面技术在封孔方便受到了严峻的考验。

　　一方面，考验是来自于国际质量检验标准。2005年9月，坚美铝厂接到了一个订单。要求在铝表面形成30μm的硬质氧化膜。质量检验方法采用英国BSI标准。用特定的玻璃砂纸在成品表面以一定的力度磨擦氧化膜，每磨10次换一次砂纸，要求在经过50次摩擦后氧化膜的厚度必须不能少于2μm以上，并且在阳光下爆晒24小时氧化膜也不能裂膜。其中的技术难点在于如何完全封住30μm的氧化膜。坚美铝厂的技术人员在经过多方尝试之后发现，一般的国产封孔剂基本不能达到上述要求。最后求助于台山市科美金属表面处理技术有限公司及其总经理---吴国炎先生。台山市科美金属表面处理技术有限公司所生产的中温封孔剂完全解决上述技术难题。在其它操作参数如：浓度、温度、和消耗量不变的情况下，8分钟就能够完全封住30μm的氧化膜。在此之前国内的任何同类产品都不能达到如此效果。完全符合英国BSI标准要求。

　　另一方面的考验就是自然环境的变化。近年来，广东地区普遍降雨量少，气候非常干燥。直接导致了广东的某些铝厂的成品，氧化膜厚15μm以上，在存放的过程中已经产生开裂的现象。针对这种情况，台山市科美金属表面处理技术有限公司开发出另一种中温封孔剂。该产品已在某铝厂试验成功，准备投放市场。

　　台山市科美金属表面处理技术有限公司在国内众多的铝表面处理剂生产商中，算不上最有名气和销量最大的。但吴国炎先生有多年铝表面处理生产经验，曾担任台山金桥铝厂和亚洲铝厂的工艺技术经理。2003年，吴先生创办了台山市科美金属表面处理技术有限公司，引进国外先进技术和配方，结合自己多年的工作经验，研制开发出多种新型的中温封孔剂和涂装前处理的无铬处理剂等产品。这些产品在国内出口量最大的金桥铝厂已经得到广泛的应用和认可。

　　随着中国加入WTO，中国与世界联系越来越密切。国内铝表面处理技术当然要朝着高、尖、新方向发展。但同时不能忽略对已有产品的研究，必须在细节上做大做强才能经受得起越来越多类似的考验。
    经营范围：经营成套铝合金材料表面处理、深加工；阳极氧化、铝合金五金零件等。尤其本公司研发的银色及金色着色工艺及不锈钢拉纹工艺、电抛光工艺，处于国内领先水平！
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   2007年7月26日，由武汉材料保护研究所与汉光机械厂共同完成的年产250万支OPC鼓阳极氧化生产工艺技术及应用研究项目鉴定会在武汉材料保护研究所召开。
    鉴定会由湖北省科学技术厅主持，鉴定委员会由华中科技大学郭兴蓬教授、武汉大学化学院陈永言教授等7位专家组成。武汉材料保护研究所乔培新所长、顾卡丽副所长出席了鉴定会。
    项目负责人欧阳贵研究员和项目组成员参加了鉴定会，就其研究成果向鉴定委员会的各位专家做了详细汇报，专家们对该课题的学术价值和现实意义给予了充分的肯定。经过认真审查，鉴定委员会一致认为：该项目打破了国外垄断局面，大大降低了生产成本，取得了显著的经济效益和社会效益。该项技术填补了国内空白，达到了国际先进水平。
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   铝的阳极氧化是以铝或铝合金作阳极，以铅板作阴极在硫酸、草酸、铬酸等水溶液中电解，使其表面生成氧化膜层。其中硫酸阳极氧化处理应用最为广泛。铝和铝合金硫酸阳极氧化氧化膜层有较高的吸附能力，易进行封孑L或着色处理，更加提高其抗蚀性和外观。阳极氧化膜层厚一般3～15μm，铝合金硫酸阳极氧化工艺操作简单，电解液稳定，成本也不高，是成熟的工艺方法，但在硫酸阳极化过程中往往免不了发生各种故障，影响氧化膜层质量。认真总结分析故障产生的原因并采取有效预防措施，对提高铝合金硫酸阳极氧化质量有重要的现实意义。

1 常见故障及分析

(1)铝合金制品经硫酸阳极氧化处理后，发生局部无氧化摸，呈现肉眼可见的黑斑或条纹，氧化膜有鼓瘤或孔穴现象。此类故障虽不多见但也有发生。

上述故障原因，一般与铝和铝合金的成分、组织及相的均匀性等有关，或者与电解液中所溶解的某些金属离子或悬浮杂质等有关。铝和铝合金的化学成分、组织和金属相的均匀性会影响氧化膜的生成和性能。纯铝或铝镁合金的氧化膜容易生成，膜的质量也较佳。而铝硅合金或含铜量较高的铝合金，氧化膜则较难生成，且生成的膜发暗、发灰，光泽性不好。如果表面产生金属相的不均匀、组织偏析、微杂质偏析或者热处理不当所造成各部分组织不均匀等，则易产生选择性氧化或选择性溶解。若铝合金中局部硅含量偏析，则往往造成局部无氧化膜或呈黑斑点条纹或局部选择性溶解产生空穴等。另外，如果电解液中有悬浮杂质、尘埃或铜铁等金属杂质离子含量过高，往往会使氧化膜出现黑斑点或黑条纹，影响氧化膜的抗蚀防护性能。

(2)同槽处理的阳极氧化零件，有的无氧化膜或膜层轻薄或不完整，有的在夹具和零件接触处有烧损熔蚀现象。这类故障在流酸阳极氧化工艺实践中往往较多发生，严重影响铝合金阳极氧化质量。

由于铝氧化膜的绝缘性较好，所以铝合金制件在阳极氧化处理前必须牢固地装挂在通用或专用夹具上，以保证良好的导电性。导电棒应选用铜或铜合金材料并要保证足够接触面积。夹具与零件接触处，既要保证电流自由通过，又要尽可能减少夹具和零件间的接触印痕。接触面积过小，电流密度太大，会产生过热易烧损零件和夹具。无氧化膜或膜层不完整等现象，主要是由于夹具和制件接触不好，导电不良或者是由于夹具上氧化膜层未彻底清除所致。

(3)铝合金硫酸阳极氧化处理后，氧化膜呈疏松粉化甚至手一摸就掉，特别是填充封闭后，制件表面出现严重粉层，抗蚀性低劣。这一类故障多发生在夏季，尤其是没有冷却装置的硫酸阳极化槽，往往处理1-2槽零件后，疏松粉化现象就会出现，明显地影响氧化膜的质量。

由于铝合金阳极氧化膜电阻很大，在阳极氧化工艺过程中会产生大量焦耳热，槽电压越高产生热量越大，从而导致电解液温度不断上升。所以在阳极氧化过程中，必须采用搅拌或冷却装置使电解液温度保持在一定范围。一般情况下，温度应控制在13～26℃，氧化膜质量较佳。若电解液温度超过30℃，氧化膜会产生疏松粉化，膜层质量低劣，严重时发生“烧焦”现象。另外，当电解液温度恒定时，阳极电流密度也必须予以限制，因为阳极电流密度过高，温升剧烈，氧化膜也易疏松呈粉状或砂粒状，对氧化膜质量十分不利。

(4)偶然发生铝合金硫酸阳极氧化后氧化膜暗淡无光，有时产生点状腐蚀，严重时黑色点状腐蚀显著，导致零件报废，引起较大损失。

这类故障往往是偶然发生并有特殊原因造成的。在铝合金阳极氧化过程中，中途断电又重新给电，往往会使氧化膜暗淡无光，而中途停电零件在清洗槽停留过久，清洗水槽酸度过高，水质不净，含悬浮物、泥砂等较多，往往会使铝合金制件发生电化学腐蚀，发生点状腐蚀黑斑等。有时向电解液中添加自来水，水经漂白粉处理且Cl-含量超标或有时盛装过HCl的容器未经彻底清洗又盛装硫酸，都会使阳极氧化电解液中混人超量的Cl-，从而导致铝合金零件阳极氧化产生点状腐蚀使产品报废等。
    经营范围：经营成套铝合金材料表面处理、深加工；阳极氧化、铝合金五金零件等。尤其本公司研发的银色及金色着色工艺及不锈钢拉纹工艺、电抛光工艺，处于国内领先水平！
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　 铝及其合金材料由于其高的强度/重量比，易成型加工以及优异的物理、化学性能，成为目前工业中使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。然而，铝合金材料硬度低、耐磨性差，常发生磨蚀破损，因此，铝合金在使用前往往需经过相应的表面处理以满足其对环境的适应性和安全性，减少磨蚀，延长其使用寿命。在工业上越来越广泛地采用阳极氧化的方法在铝表面形成厚而致密的氧化膜层，以显著改变铝合金的耐蚀性，提高硬度、耐磨性和装饰性能。

　　阳极氧化是国现代最基本和最通用的铝合金表面处理的方法。阳极氧化可分为普通阳极氧化和硬质阳极氧化。铝及铝合金电解着色所获得的色膜具有良好的耐磨、耐晒、耐热和耐蚀性，广泛应用于现代建筑铝型材的装饰防蚀。然而，铝阳极氧化膜具有很高孔隙率和吸附能力，容易受污染 和腐蚀介质侵蚀，心须进行封孔处理，以提高耐蚀性、抗污染能力和固定色素体。
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