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铝的阳极氧化
阳极氧化产品缺陷分析及对策
一 发生在表面处理前的缺陷
1、条纹
定义：由于挤压型材的金属成分不均匀，在腐蚀和阳极氧化发生时的带状模
样。表面处理时发生在沿挤压方向上色调异常的带状模样，一般在着色工序比较显著，但如加深腐蚀则不明显。
原因： ①铸棒的低劣和显微组织不均匀
②铸棒的均匀化处理不充分
③包含加工和热处理的挤压条件不恰当。
对策： ①铸棒的细化结晶及凝固冷却的工艺控制。
②恰当的挤压工艺控制。
2、大气腐蚀
定义：通常铝材被大气污染的水沾湿，在表面生成了三羟铝石，因这部分难
以表面处理与其它部分产生差别，从而残留的痕迹。
原因：在表面处理前的铝材附着了雨水、露水等水分的场合发生，受到气温、
湿度、海盐分子、亚硫酸等气象因子的影响。
对策： ①表面处理前不要被雨水等沾湿。
②轻度的腐蚀加长碱蚀时间可消除。
3、雾腐蚀
定义：表面处理前铝材在酸雾、碱雾中形成的点状腐蚀，进而氧化后着色后
点状腐蚀更明显。
原因：挤压后，直到表面处理的保管存放期间附着了雾，从而被腐蚀。 对策： ①在没有雾气的场合保管存放。
②在表面处理车间附近保管的场地，要考虑风向等。
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③在雾气中被污染的场合要由乙烯树脂软片来保护。
二、除油工序发生的缺陷：
1、过腐蚀
原因：PH值过高、缺少缓蚀剂、温度过高或处理时间过长、转移至清洗槽速
度过慢。
图1 脱脂不良
对策：降低PH至、补充缓蚀剂、严格控制槽液温度，视铝型材表面污染程
度来确定除油时间，提高转移速度。
2、除油不彻底
原因：溶液使用时间长老化，铝型材表面油污严重，温度低或处理时间不够。 对策：补充或更换溶液，进行一次预处理，提高温度、适当延长处理时间。
三、碱蚀工序发生的缺陷
1、脱脂不良：因脱脂不完全而产生的碱蚀不均、碱蚀时表面会出现凹凸、光泽
不同，若着色、则该部位着色不均。
原因： ①表面处理时附着的油污未除去，就进行浸蚀处理。 ②脱脂条件未在控制范围内。
对策：认真清除挤压工序的锯切油（乳化油、液压油等），并将除油条件置于
控制范围内。
2、碱蚀后外观粗糙
起因由以下几个方面造成：①挤压用的铝棒原始晶粒尺寸大，国家标准对挤压用铝棒晶粒度的要求是≤2级，铝棒的晶粒大小无疑对挤压制品的晶粒粗细有一定的影响。②铝棒加热温度偏高或挤压速度太快，特别是挤压终了阶段、制品
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的出口温度偏高更为明显，对6063合金来说，挤压出口温度控制在500-540℃之间，当出口温度达540℃时，挤压制品的粗晶组织也不可避免，氧化操作者为避免出现粗晶现象发生，往往大大缩短碱洗时间，但收效甚微，对出口温度偏高的制品常常碱洗2-3min（有时甚至1min）就会严重起砂。③采用的挤压机吨位偏小，由于挤压制品的挤压比太小（ ﹤5 ），铝棒的原始晶粒没有经过实质的破碎与再结晶这一变形过程，保留了一定程度的铸造组织，原始铸造组织的遗传造成制品的粗晶表面。④挤压的淬火不足，刚挤压出来的制品在温度降至250℃之前，其内在组织发生一系列变化，再结晶，再结晶晶粒长大。 反相Mg2Si粒子长大，因此应该进行快速风冷淬火、风力不足或风机不够的缓慢冷却方式易引起再结晶晶粒粗大和大粒子Mg2Si组织。⑤碱洗速度过快，在高氢氧化钠浓度或槽温过高的前提下进行碱蚀，出现碱蚀外观粗糙、不能得到柔和、细腻的外观。 针对上述问题，我们的对策：选用符合国标的挤压铝棒，控制好挤压速度及出口温度，加强挤压后的淬火，合理控制碱蚀速度等。
图2 碱蚀不足 图3 碱蚀过度
4、斑点：斑点通常是铝材表面处理的致命缺陷。碱蚀后发现碱蚀斑点，不得不
中断后面的工序直接报废作回收处理。
碱蚀斑点的形成原因及对策如下：
①熔炼铸棒时加入的回收铝过多，比例太高，回收铝表面的氧化膜一般约10um主要由Al2O3组成，Al2O3的熔点高达2050℃，当大量加入这种回收铝时铝表面的Al2O3薄膜只是被破碎或小颗粒而已，不会与基材铝一样熔化，Al2O3的密度又非常接近于熔体铝的密度，过多的Al2O3颗粒导致在随后的熔体粒炼中
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难以除净，铸造时一同进入铝棒，也进入挤压制品，在碱蚀过程中，Al2O3与铝基材体会出现择优浸蚀的现象而引起雪花状的腐蚀斑点。
对策：铝棒熔炼时注意控制好，有阳极氧化膜的回收铝比例，一般不为﹤10%，加强精炼除渣，铸造为保证熔体静止约25min和有效的过滤就基本上除去熔体中的Al2O3夹渣，消除雪花状的斑点。
②水中氯离子含量高 当铝材的材质品质较差，而所有水中氯离子含量亦较高时，碱蚀或碱蚀前后水洗也会出现腐蚀斑点。
对策：改善铝材材质，自来水要达标，改用或加硫酸除灰，在水槽中加入1-5g/l HNO3也可以有效抑制水中氯离子的腐蚀。
③大气腐蚀：在沿海地区，当铝材无遮盖放置约三天以上，铝材表面常有腐蚀斑痕，内陆如铝材放置于存在腐蚀性气体的熔炼炉旁，气压较低的阴雨天亦会出现由于大气腐蚀而引起的斑点。大气腐蚀有 性、暴露在空气中的料框四周比较严重，而大气不易渗透料框中间则腐蚀较轻，轻微斑点碱蚀或机械打磨可消除，严重的只能报废。
对策：缩短原始铝材转入阳极氧化的周期时间，长时间放置要遮盖。 ④挤压“热斑”：在挤压机出料台上，当挤出的铝材与出料台同步运动时因出料台采用导热较好：石墨棍时，与出料台石墨棍接触的部分铝材碱蚀后呈现“热斑”缺陷，通常“热斑”出现的距离与石墨棍之间的距离相等，在挤压过程中与石墨棍接触部分的铝材表面受石墨棍急冷，后又受整体铝材的热量影响而产生复热，该表面在 Mg2Si沉淀敏感温度区（400-250℃）持续的时间较长，从而导致Mg2Si沉淀出现大粒子现象，碱蚀过程中无法避免出现间隔状斑点。
对策：采用导热效果较差的耐高温材料代替石墨棍，加强淬火力度快速将铝材温度降至﹤250℃以下。 4、流痕
原因：主要是碱蚀速度太快和转移速度太慢造成。
对策：①铝材从碱蚀槽中吊出稍微停留，即转移到水洗槽中水洗。 ②降低碱蚀槽的温度，碱蚀槽一般都配有降温装置。
③降低槽液NaOH的浓度，一般碱蚀速度太快主要是NaOH浓度过高
所致。用水稀释浓度是浪费成本的一种方法，因此最好每日对其浓
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度进行有效的跟进和控制。
④铝材装料太密，铝材吊挂装料因适当减少、间距适当加大，避免由于局部过热引起的碱蚀流痕。
图4 碱流痕 图5酸流痕
