东莞铝阳极氧化是通过电化学方法在铝表面形成氧化膜的工艺,可提升耐腐蚀性、耐磨性及装饰性。加工过程中需严格控制以下细节要点,以避免膜层缺陷(如厚度不均、颜色偏差、气泡等):

一、前处理:基材清洁与表面调整
1. 除油脱脂
目的:去除铝件表面的油污、切削液、指纹等有机物,避免影响氧化膜附着力。
方法:
碱性脱脂:用氢氧化钠(NaOH)或专用除油剂(如磷酸三钠)溶液浸泡,温度 50-70℃,时间 3-5 分钟。
▶ 注意:避免过度腐蚀(尤其是铸件或精密件),铝件表面出现均匀微蚀即可。
超声波清洗:配合溶剂(如酒精、丙酮)增强清洗效果,适合复杂结构件。
检验标准:水膜连续不破裂(水滴在表面无珠状聚集)。
2. 碱蚀 / 酸蚀(调整表面粗糙度)
碱蚀:
溶液:氢氧化钠(50-80g/L)+ 碳酸钠(10-20g/L),温度 50-65℃,时间 1-3 分钟。
作用:去除自然氧化膜,使表面微观粗糙化(形成均匀 “绒面”),提升膜层结合力。
风险:过蚀会导致尺寸精度下降(尤其薄壁件),需严格控制时间。
酸蚀(光亮处理):
溶液:硝酸(100-150g/L)+ 氢氟酸(5-10g/L),室温处理 1-2 分钟。
作用:替代碱蚀或用于碱蚀后光亮化,适用于装饰性氧化(如镜面效果)。
3. 中和出光
溶液:30%-50% 硝酸溶液,室温处理 0.5-1 分钟。
目的:去除碱蚀后残留的黑色挂灰(铝硅合金件易出现),使表面呈现均匀银白色。
二、阳极氧化:核心工艺参数控制
1. 电解液配置
硫酸阳极氧化(最常用):
硫酸浓度:150-200g/L(浓度越高,膜层溶解速度越快,需平衡成膜与溶解速率)。
添加剂:可加入草酸(5-10g/L)或甘油(5-8mL/L)改善膜层韧性,减少裂纹。
温度:15-25℃(关键!温度每升高 5℃,膜层硬度下降约 20%),需用冷却装置控温。
电流密度:1-1.5A/dm²(电流过高易导致烧蚀,过低则成膜缓慢)。
草酸阳极氧化:
适用于硬质氧化(膜厚≥25μm),电压需逐步升高至 40-60V,避免击穿膜层。
2. 通电方式与时间
通电原则:
初始电流为正常电流的 1/2,1-2 分钟后逐步升至设定值(防止瞬间大电流冲击导致膜层粗糙)。
硬质氧化:需采用阶梯式升压(如每 5 分钟升高 5V),并配合强搅拌(压缩空气或机械搅拌)。
氧化时间:
装饰性氧化:10-20 分钟(膜厚 5-15μm);
硬质氧化:30-60 分钟(膜厚 25-50μm),需根据膜厚需求精确计算(每 1 分钟约生成 0.25μm 膜层)。
3. 工件装夹与导电
夹具选择:
材质:铝或钛合金(避免铜、铁等金属接触铝件,引发电偶腐蚀)。
接触点:需确保导电良好(夹紧力适中,避免压伤工件),且尽量隐藏在非装饰面。
挂具设计:
复杂件需设计辅助阳极(如深孔件内部放置铝棒),保证电流分布均匀。
三、后处理:封孔与表面装饰
1. 封孔处理(关键!影响耐腐蚀性)
热水封孔:
溶液:去离子水(电导率<5μS/cm),pH 值 5.5-7.5,温度 95-100℃,时间 10-30 分钟(膜厚每 1μm 对应 1 分钟)。
原理:利用氧化膜的水合反应(Al₂O₃・nH₂O),使微孔闭合。
镍盐封孔:
溶液:醋酸镍(5-10g/L)+ 硼酸(3-5g/L),pH 值 5.5-6.5,温度 80-85℃,时间 10-15 分钟。
优势:适用于染色件(不易褪色),封孔后表面更光亮。
检验标准:
盐雾测试(GB/T 10125):封孔不良会导致腐蚀点提前出现。
蓝点法:滴加硫酸铜溶液(35g/L CuSO₄ + 100mL/L HCl),30 秒内无红点为合格。
2. 染色与着色
有机染料染色:
适用场景:装饰性氧化(如金色、黑色、红色),需在封孔前进行。
条件:染料浓度 5-10g/L,温度 40-60℃,时间 5-15 分钟(颜色深浅随时间增加)。
注意:染色后需用清水快速冲洗,避免染料堆积在微孔边缘。
电解着色:
在硫酸氧化膜孔隙中沉积金属(如镍、锡),形成古铜色、灰色等,耐光性优于有机染料。
3. 表面防护与干燥
干燥:
常温晾干或低温烘干(≤60℃),避免高温导致染色件褪色。
复杂结构件需用压缩空气吹干缝隙中的水分,防止水渍残留。
喷涂保护层:
对耐磨性要求高的工件(如户外标牌),可喷涂透明清漆(如丙烯酸酯涂料)。
四、安全与环保注意事项
化学品防护:
硫酸、氢氧化钠等具有强腐蚀性,需佩戴耐酸碱手套、护目镜,操作区域需有良好通风。
废水处理:
氧化废水中含重金属离子(如镍)和酸 / 碱,需经中和、沉淀处理(如加入石灰乳、硫化钠)达标后排放。
能耗控制:
氧化过程需持续冷却(约占总能耗的 30%),可采用冷水机循环系统降低能耗。