铝型材氧化着色(alumiting and coloring of  aluminium sections)

将挤压的铝型材在专用设备上制取较厚的Al₂O₃氧化膜，同时染成不同颜色的表面处理方法。挤压后的铝型材(俗称白条)在空气中生成的自然氧化膜很薄(0.05～0.15μm)，抗蚀性差。经氧化着色后，氧化膜增厚(0.5～250μm)，耐蚀、耐光照、耐大气腐蚀、使用寿命延长并且色泽美观。氧化着色的基本工序包括：表面预处理→阳极氧化处理→着色处理→封孔处理。

表面预处理 氧化处理前为了彻底消除铝型材表面存在的油脂、金属氧化物、毛刺和外来压入物等杂质和缺陷所进行的处理。一般需经过脱脂(也称除油)、碱蚀洗、中和及水清洗，必要时进行抛光处理。

脱脂 一般采用碱性脱脂法，特别是热氢氧化钠溶液的脱脂最为有效。主要工艺为：NaOH50～200g／L、溶液温度40～80℃，处理时间0.5～3min，水洗后用100～500g／L硝酸溶液中和及清除挂灰。

碱蚀洗 铝型材在添加或不添加其他物质的氢氧化钠溶液中进行表面清洗的过程，也称碱腐蚀或碱洗。碱洗溶液的氢氧化钠浓度一般为4％～10％，温度为40～90℃。

中和 一般用硫酸或硝酸进行酸浸清洗。中和处理也称光亮处理或酸洗处理，其工艺过程是：制品在300～400g／L硝酸(1420kg，／m。)溶液中室温下清洗，时间为3～5min。

水清洗 大多采用一次冷水清洗，但碱洗后的制品普遍采用热水紧接着冷水的二重清洗，热水温度为40～60℃。

阳极氧化处理 以铝型材为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程。原理如图所示，阴极为在电解液中稳定性高的铅、不锈钢、铝等材料。当电流通过时，在阴极上2H⁺+2e→H2↑，在阳极上4OH^--4e→2H₂O+O₂↑，作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的Al₂O₃膜，4Al+3O₂=2Al₂O₃+3351J。阳极氧化种类按电流型式分有直流、交流和脉冲电流阳极氧化；按电解液分有硫酸、草酸、铬酸、混合酸阳极氧化；按膜层性质分有普通膜、硬质膜(厚膜)、瓷质膜、光亮修饰层、半导体作用的阻挡层等阳极氧化。

直流电硫酸阳极氧化 是铝型材防腐蚀和装饰的主要方法。制品在18～20℃、15％～20％硫酸溶液中作为阳极，以铅板或其他材料为对应电极，通以直流电进行电解，制品表面则生成氧化铝薄膜。这种方法的优点是：膜层厚、硬而耐磨；封孔处理后可获得更好的抗蚀性，膜层无色透明，吸附能力强，极易着色，处理电压较低，耗电少，处理过程不必改变电压周期，有利于连续生产和实现操作自动化；硫酸对人身的危害较铬酸小，货源广，价格低。缺点是：氧化过程中产生大量的热使电解液温升快，不利于膜的成长，影响膜层质量，必须设有冷却装置；进入缝隙的硫酸很难清洗除去，易引起制品的腐蚀，故不适合松孔度大的铝铸件的氧化。主要工艺参数见表1。

表1铝及铝合金常用的阳极氧化法工艺参数

着色处理 铝型材制品常用的着色方法有自然着色法、电解着色法、化学着色法和树脂粉末静电喷涂着色法等。

化学着色法(浸渍着色法) 最早用于铝阳极氧化膜的着色。一般是把经硫酸阳极氧化的铝材浸入含有染料的溶液中，发生化学或物理作用而使铝材着色。它具有工艺简单、控制容易、效率高、成本低、投资少、着色色域宽、色泽鲜艳的特点。缺点是容易出现颜色不均，着色膜耐光性差，适用于室内装饰用小型铝制品的着色处理。

电解着色法 将阳极氧化后的铝制品置于无机盐电解质溶液中进行电解，溶液中的金属离子渗到膜孔隙底部还原沉积而使膜层着色的方法，也称二次电解着色法。常用的电解着色工艺是两步法，即先在一般电解液中生成氧化膜，再在金属盐电解液中电解着色。多数用交流电，主要着色金属为Ni、Sn、Co。中国的铝型材氧化着色生产线几乎都是采用电解着色工艺，见表2。