第三节 铝合金型材氧化生产工艺
（一）、除油
除油的目的是为了去掉铝型材表面的工艺润滑油。用于除油的除油剂绝大多数配方是碱性的，其目的只限于除油，最好不对铝型材构成任何腐蚀作用，所以配方中常常含有碱性较弱的盐类。在实际中为了利用氧化槽的废酸降低生产成本，也有用硫酸除油的。
（二）、碱腐蚀
碱腐蚀的目的是把铝型材表面的天然氧化膜除去，以便使金属基体暴露出来，从而有利于下一步氧化着色。它是决定铝型材表面光泽的重要因素这一。
碱腐蚀溶液主要由碱和碱蚀添加剂组成。
碱腐蚀工艺主要有三步重要的化学反应：
第一步反应是除去天然氧化膜；第二步反应是基体金属铝和碱反应，起到表面平整作用；第三步反应是前两个反应生成的偏铝酸钠不断发生水解生成胶体氢氧化铝沉淀和碱。
为了保证碱蚀质量，在操作过程中应注意以下几点：
应严格按工艺规程控制槽液浓度、温度和时间。一旦浓度或温度偏高，应适当注入冷水或减少腐蚀时间。
铝型材从碱蚀槽往水洗槽转移时速度要快。在空气中暴露时间过长容易造成腐蚀。
碱腐蚀是氧化之前最重要的工序，碱腐蚀后要保证有两道水洗，第一级水洗最好是温水洗。在水洗槽中不宜停留过长，以免产生腐蚀斑点。
近年来，许多厂家为了减少铝耗、降低生产成本，采用酸蚀工艺。
（三）、中和（出光）
中和的目的就是用无机酸溶解经碱腐蚀后产生残留于铝型材表面的氧化物挂灰，使光亮的金属表面暴露出来，同时还起到中和残碱的作用。
中和最好采用氧化性很强的无机酸，例如采用硝酸。
由于6063铝合金属于铝镁硅系，只含微量Cu、Zn等元素，所以中和也可以使用硫酸。
（四）、阳极氧化
所谓阳极氧化就是把铝型材作为阳极，置于电解溶液中进行电解，人为地在铝表面形成一层有装饰性的保护膜，即通常所说的氧化膜。
铝型材无论是国内还是国外几乎都是采取硫酸阳极氧化工艺。这种方法成本低、操作简单、浓度范围宽、得到的氧化膜呈半透明状态，因此装饰效果非常好。
铝型材阳极氧化的机理
铝阳极氧化的原理，本质上就是水的电解。水电解时在阴极上析出氢气，在阳极上析出氧气。当以铝作为阳极时，原生态的氧马上和它反应生成无水氧化膜（Al2O3）。
直流硫酸阳极氧化工艺规范
槽液组成是硫酸；
温度20±2℃；
电流密度1.2～1.5A/dm2;
时间按要求膜厚而定。
各种因素对阳极氧化膜质量的影响
硫酸浓度的影响
硫酸浓度提高，氧化膜在浓酸中溶解速度加快。如果硫酸浓度太低，溶液电阻增大，无形中浪费许多电能。
电解温度
实践证明，在20℃时氧化膜的耐蚀性能最好。随温度降低膜生成及耐磨性提高，但不能过低；温度高于26℃氧化膜变得疏松，铝型材易产生“白粉”。
电流密度
提高电流密度，会加速氧化膜的生长，但电流密度太大会使氧化膜烧坏，而太低则会降低氧化效率。
氧化时间
在电流密度恒定条件下，成膜厚度和时间成正比。氧化时间过长，膜各项指标会显著下降，粗糙度增加，与铝基体附着性下降。
（五）、铝型材的着色
对于铝型材有实用价值的着色方法，目前有以下几种，即化学着色法、自然发色法及电解着色法。
化学着色法
这种方法的特点是：在阳极氧化后，把铝型材首先置于一种金属盐水溶液中浸泡几分钟，然后提出来水洗干净，再置于另一种金属盐水溶液中浸泡，靠两种金属盐发生复分解反应生成的有色难溶化合物而着色。
自然发色法
所谓自然发色法就是铝型材在有机酸水溶液中经阳极氧化的同时而产生颜色的方法。
电解着色法
着色机理
电解着色实质上就是电镀，只不过电镀是属于浓溶液电解，着色属于稀溶液电解罢了。
决定氧化膜颜色的主要因素
氧化膜的颜色主要取决于金属盐的种类。例如：用锡盐或镍盐电解得到青铜色。
最实用的电解着色法
无论是国内还是国外，最常用的电解着色方法目前只有三种：锡盐电解着色，锡—镍混合盐电解着色以及镍盐电解着色法。
锡盐电解着色
这是一种占统治地位的方法。使用锡盐电解着色可以得到浅黄——青铜——黑色系。烃具有着色均匀性好，颜色古雅庄重，对杂质容忍度大，成本低等优点。唯一是足为处是：二价锡容易水解变质，但使用有效的添加剂可使水解降低到很小的程度。
锡盐电解着色的槽液由硫酸亚锡、硫酸、有机酸以及添加剂组成。
硫酸亚锡含量对着色的影响：
硫酸亚锡含量越高、着色越快、颜色越深。反之，着色很慢。
硫酸含量对着色的影响：
随着硫酸浓度的降低，着色速度加快；反之，随硫酸浓度增加，着色变慢。
工作电压对着色的影响；
电压过高可能会发生氧化膜剥离的危险，一般情况，着色电压应低于氧化电压。
温度对着色的影响：
着色时，温度越低，电流通过的越少，着色速度也就越慢；与此相反，着色时温度越高，着色颜色较深。
镍盐电解着色
镍盐电解着色方法的最大优点是：溶液稳定。主要成分硫酸镍没有锡盐电解着色液那种水解损失的现象。其次，耐磨性能优于锡盐法。缺点是：在大面积型材上常常着色不均匀，也就是溶液的分散性能较差；电压稍高就容易发生氧化膜剥离现象；溶液对杂质的容忍低，这一点远逊于锡盐法，因此对试剂的纯度要求较高。
锡——镍混合盐电解着色
这种方法其优点是：着色速度快，可得到单独锡盐或单独镍盐得不到的纯黑色，由于锡盐含时低，只占锡墁法的1/4左右，所以溶液稳定性好，成本低。
（六）、封孔
封孔是铝型材的后处理工艺。众所周知，铝型材经阳极氧化或着色后，氧化膜上沿存在许多微细孔洞。这些针孔直接通到铝基体。如果不设法将其关闭，铝型材很快就会因腐蚀而造成长“白毛”或褪色。
铝型材封孔法一般来说分为两大类：一咱是最常用的水溶液封孔法；另一种是漆封孔法。
水封孔法可分为高温、中温和常温封孔。
高温封孔：高温封孔的理论基础是：氧化膜在接近沸点温度下，发生水合反应生成水软铝石，由于这个反应使氧化膜体积膨胀30%，从而关闭了氧化膜上的孔隙。
中温封孔：中温封孔是指温度在60～85℃范围的封孔方法。该法对于银白色阳极氧化铝型材很有效果，但对于着色铝型材封孔后易产生明显白灰，故不常用。
温封孔：常温封孔也称为低温封孔。其原理：①铝氧化膜在常温水溶液中仍然可以进行微弱的水合反应；同时，在碱金属氟化物如NaF存在条件下，甚至可以加速水合反应进行。②镍盐水解物在氧化膜孔中充塞，这应该说是低温封孔的根本。③生成水化铬合物盐在膜孔中充塞也是常温封孔的重要原理之一。
影响常温封孔质量的主要因素有：
①PH值；②温度；③陈化时间等。
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