铝合金阳极氧化与电解着色

1.简介

铝材是有色金属中使用量最大、应用范围最广的金属材料，而且还在不断扩大之中。铝合金材料具备一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，如密度低、塑性高、易强化、导电好、易回收等。但是铝的某些性能还不太理想，如硬度、耐磨性和耐蚀性等表面性能^[1]。铝的表面技术通过阳极氧化膜或表面涂层加以改进，能弥补这些弱点。铝合金的阳极氧化与电解着色是铝表面处理重要方法之一。将铝合金置于适当的电解液中作为进行通电，表面将生成厚度为几个至几十个微米的阳极氧化膜，氧化膜表面是多孔蜂窝状的^[2]。上世纪60年代，人们利用氧化膜的多孔性，将阳极氧化与电沉积技术进行结合发明了电解着色技术^[2]。铝阳极氧化膜硬度高、耐磨，并且耐腐蚀、绝缘性好，并可着色，能显著改变和提高铝合金的外观和使用性能。通过化学预处理，铝合金表面还可进行电镀、电泳、喷涂等，赋予铝表面以金属镀层或有机聚合物涂层，进一步提高铝的装饰和保护效果^[1]。铝合金的阳极氧化与电解着色工艺操作简便、成本低廉，广泛应用在汽车、造船、航空、建筑和日常生活方面，如图1所示为铝合金电解着色工艺在日常生活中常见的一些应用。

图1 铝合金电解着色工艺的应用

现今工业化的生产过程当中，铝合金的阳极氧化工艺一般流程如下:脱脂→碱洗→电化学抛光→阳极氧化→电解着色→封孔。本文将从铝合金的电化学抛光、阳极氧化与电解着色和封孔工艺进行相关介绍。

2.电化学抛光

电化学抛光又称为电解抛光，是以被抛光的材料（如铝）为阳极，以不溶性金属（如铅或不锈钢）为阴极，在电解抛光液中利用直流电进行电解的过程。就抛光原理而言，电解抛光与化学抛光大致相似。电解抛光是借助电流的作用，使铝起电化学反应，其表面凹凸部分发生不同程度的溶解，最终使铝材表面变得既光滑又有光泽^[1]。