如何解决铝材阳极氧化着色色差精选文档
铝合金阳极氧化着色氧化膜色差和外观质量检验方法
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铝合金阳极氧化膜层着色问题及分析
第37卷第5期2017$10月冶金与材料Metallurgy and materialsVol.37 No.5October2017铝合金阳极氧化膜层着色问题及分析魏向禹，惠鑫刚，李广萍，梁智国(西北工 有限公司，陕西西安710000)摘要:铝及铝合金表面性能改善通常采用阳极氧化工艺，阳极化后的铝制品可以通过着色处理使其表面具有 丰富多彩的 ，从而 。
本文主要针对着色工艺中常见问题及原因进行分析，详细介绍问题产生原因，以便实际生产中加以借鉴。
关键词：阳极氧化;装饰性;着色工艺;常见问题;原因分析近年来，随着铝及其合金制品在航天、航空等领域的应用在逐渐增多，表面性能及[性要求也越来越高，阳氧化工艺不断；研究，表面 方面的研究也得 分发展。
铝阳极氧化 多孔 化学活性，很容易进行着色处理。
阳氧化工艺后氧化的着色工艺要求比较严格，不同的工艺及参数下得到的膜 颜色会 ，色 子在 孔隙存在位置不同，基本上可分为自然显色法、电色法、化学吸附着色法等三 型。
化学吸附着色法工艺过程 、耐 ，成本 ，在生产中应用比较广泛。
而采用的染料剂分，生产中以 色 色为主。
1着色机理硫酸阳极氧化就是铝及铝合金在特定浓度的 硫酸 中，施 电，使表面形成一有一定抗 以及硬度的氧化膜的过程，其颜色一般从无色透明到暗灰色，由于材料不同颜色会有 微小差异，氧化膜的表面是由多孔层构成的，其表 面积大，很高的化学活性，利用这一特点在阳极氧化膜表面可进行各种着色处理，可以提高产 品的 耐 ，同时 铝制品表面以各种功能性。
阳极化工艺过程如下$1.1法在一定的电解液和某种条件下，基体材料表 面阳极化与着色同时发生，染料在电解作用下发 生分解生成微小颗粒附着在氧化 孔壁，由图1于电解质溶液、含量以及材料本身组分和结构不 同而表现出不同颜色。
1.2电解着色将阳极化后的铝材置于含有Ni2+、Cu2+、Sn2+等离子的电 中发生电解作用，金属阳离子经过 积到多孔氧化层的 ，表现出不同的金属色。
铝型材氧化缺陷成因和对策
定义：浸蚀后，残留在材料表面的浸蚀液的过度反应所引起的光泽不均。
现象：浸蚀后，转入水洗工序期间，材料表面部分变干，浸蚀面变为不均匀，变成光泽不均。
原因：（1）浸蚀液老化；（2）浸蚀液温度过高；（3）浸蚀后转入水洗的时间长；（4）气温高时易发生碱烧伤。
对策：（1）控制好浸蚀液（氢氧化钠、溶存铝量等）；定义：由材料中含有的杂质引起的水洗中产生的斑点状腐蚀。
定义：由于杂质混入阳极氧化膜中使氧化膜带黄色。
现象：硫酸阳极氧化膜带黄色，这种氧化膜经点解着色，色调就不一样。
原因：（1）因点解液中或材料合金中的铁、硅等掺入氧化膜中而产生；（2）由于不适应的阳极氧化条件，即低温点解、高电流密度点解，异常厚膜而产生。
对策：（1）降低合金、电解液中铁、硅的浓度；定义：点解中生成的气体或用于搅拌的空气积存在材料间隙、拐角等部位，致使定义：局部析出的ßMg2Si中间相，在阳极氧化后呈现黑斑或白斑。
现象：挤压方向上见到大致等间距的黑、白或灰色的斑点。
在这些斑点部位观察到许多镁-硅系的析出物，其硬度低。
原因：当挤压材与冷却板接触处（等间隔）受到急冷-换热的热过程中，析出ßMg2Si中间相。
析出中间相的铝表面在除污工序中粗糙化，并形成由阳极氧化处理导致的紊乱的氧化膜结构，也可以认为硅粒和未氧化的铝粒子发黑色。
对策：（1）利用冷却风扇控制换热；（2）减少与挤压接触的材料的热传导率。
分析：A6063S-T5 合金的维氏硬度（HV）试验载荷1.96N（200gf）定义：阳极氧化时，由于供电部分接触不好，设定电流值的错误等原因，未流过规定的电流，致使氧化膜几乎没有生成。
现象：氧化膜几乎没有生成，有时表面呈现彩虹色（干涉色），电解着色也不正常。
原因：（1）停电、电源故障等造成点解中断；（2）夹具恶化污浊、夹得不紧；（3）夹具的接触面积不够；定义：着色后部分色调差异，着色外观颜色不均。
定义：材料紧靠状态下进行点解着色时产生的着色不良。
挤压铝型材阳极氧化着色工艺之着色处理
挤压铝型材阳极氧化着色工艺之着色处理铝合金挤压材的着色方法有电解着色、化学染色和自然显色（整体着色）等3种。
建筑铝门窗主要采用电解着色，化学染色用于室内装饰和工艺品，自然显色在早期使用过，目前国内外已基本不用这个技术。
在电解着色过程中，电化学还原生成的金属（也可能是氧化物）微粒沉积在氧化膜微孔的底部，颜色并不是沉积物的颜色，而是沉积的微粒对人射光散射的结果。
化学染色是无机或有机染料吸附在氧化膜微孔的顶部，颜色就是染料本身的颜色。
电解着色成本低，而且具有很好的耐候性等使用性能。
化学染色的色彩丰富多彩，但室外使用容易变色。
（1）香槟色。
在电解着色铝型材中，香槟色等浅色系占了大约一半。
早期采用锡盐或锡镍盐，最近两年来单镍盐以其色调稳定渐占上风。
香槟色地颜色深浅和色调方面差别较大，这不仅是由镍盐与锡盐不同引起的，而且与合金状态、电源设备、工艺参数、槽液成分和工厂生产水质等许多因素有关。
因此不同厂家很难生产出完全相同的香槟色和仿不锈钢色。
生产香槟色产品的工艺操作要点如下：1）合理绑料，一般凹槽向上，装饰面向上或对着电极。
绑料斜度不够会引起上下面色差和下表面气泡。
电极间距不够会引起直立平面色差。
绑料时电接触不良会造成一挂料上型材之间的色差和绑料处退色。
2）着色槽中超过挂料区的对电极，应撤除或用塑料板遮挡，以免周边颜色加深。
3）料挂入着色槽时，先不通电，浸泡1~2min，有利于着色微粒进入孔底沉积，使颜色均匀不容易退色。
4）着香槟色等浅色系时，电压上升速度宜快（5~10s）。
由于浅色系总着色时间较短，电压上升段的低电压时间过长，会造成型材凹槽颜色太浅。
5）着浅色由电压不应低于着古铜色电压。
着色电压低，颜色分散性差，并且容易退色。
6）游离硫酸浓度应高一些，以提高槽液导电性，使颜色分散性更好。
着浅色时虽然硫酸度高，但由于时间很短，不致腐蚀氧化膜的表面。
7）着色结束断电后，应迅速水洗，转移速度慢，会出现型材的深色或浅色带。
阳极氧化铝壳色差管控
拿测量工具使物体与量具成水平或垂直状态。d.与“标准色板”进行比对。
七、结束：
报告结束，谢谢！
六、色差检验标准建议：
1. 参照GB/T12967.6 《着色阳极氧化膜色差和外观质量》，建议用目视观 察法进行色差判定。
六、色差检验标准建议：
2. 目视观察法标准： a.距离及角度:物体距眼30-35cm成45°角,以不反光条 件下为基准。b.光亮度:D65标准光源照明下距物体100cm处。c.测量方法:以手
五、色差仪色差管控可行性说明：
1. 目前USB阳极氧化厂商均未采用色差仪检验的标准进行管控； 2. 色差仪精密仪器不同品牌，பைடு நூலகம்试结果差异明显；
3. 原在2018年有客户要求用色差值作参考，我司有进行过相应的测试实验。
a、尽管产品目视起来无明显色差，但经过色差仪测试差值却很大； b、相同的产品不同的时间去测试色差值，亦有明显的偏差。
阳极铝壳色差管控说明
惠州中航远电子有限公司 报告人： 叶 稳 日期：2019.04.18
一、阳极氧化原理：
所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合 金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以 及一些其他的功能特性。 阳极的铝或其合金氧化 ，表面上形成氧化铝薄层 ，其厚度为 5~30微米 ，氧化膜薄层中具有大量的微孔，膜微孔吸附能力强可着色 成各种美观艳丽的色彩。
二、染色原理： 利用阳极氧化膜的多孔结构和强吸附性能，将已阳极氧化处理的 铝制件浸渍在有机染料或无机染料的溶液中，则氧化膜针孔吸附染料 而着色。
填充染料分子
三、铝合金阳极氧化工艺流程 ：
氧化挂具
四、阳极氧化产品色差说明：
1.从氧化挂具图片得知产品在批量生产过程中上挂会形成不同的阶层， 不同阶层的产品在氧化各个工艺环节都会形成不同的处理时间，产生的 氧化膜厚度会有差异。（厚度为5~30微米） 2. 氧化膜产生的厚度有差异，在染色时进入氧化膜中的染料分子就会有差异。 3. 另在碱处理、阳极氧化、染色、封闭等工艺，不同阶层的产品都会产生 不同的处理时间。 4. 不同批次产品在每批生产过程中也比较难控制在所有的时间都标准一致。 5. 综上所述，产品在批量生产过程中会产生颜色差异。
控制染色色差方法
控制染色色差方法染色不均有色差，怕是在铝型材表面处理过程中最为常见的一个问题了，相信有很多在这方面的“老司机”都有自己的一些经验和处理方法，如：pH值问题，温度等。
但不是所有染色不均都是一套标准答案，笔者来分享一些自己的看法。
控制阳极氧化染色色差不是一个问题，它分开来讲可以找到很多原因，我们先来看一下通过控制染色槽液来减少色差。
首先着色配槽时，着色液的配制必须采用去离子水，如果是单锡盐，则先加H2SO4和稳定剂，充分溶解后再加SnSO4以防止Sn2+氧化和水解；如果是双盐，则可以在镍盐溶液中加入SnSO4，槽液配制完毕直至正常生产过程中，还必须按照一定的频率对槽液成分取样分析，根据分析结果以及添加相应的药剂稳定槽液，槽液的控制范围也须稳定，添加量须少量多次。
笔者这里介绍的是电解着色色差，其实现今有很多厂家使用的染色方式是有机染料染色，国内外很多企业都在致力有机染料的开发，如奥野、科莱恩和深圳华深景泰等等，它们的阳极氧化染料染色效果都很好，且环保。
槽液中各成分的浓度对色差有直接影响。
一般来说，主盐浓度升高，着色速度加快，色调变深；溶液添加硫酸是为了保持着色稳定性，浓度过高则槽体、零部件容易附着氢氧化物，浓度过低则H+浓度过高而竞争还原，导致着色速度下降，甚至不上色；H3BO3在膜孔中起缓冲作用，在锡盐溶液中不加硼酸则锡不能析出，导致型材色差和色散；促进剂在镍盐溶液中起催化作用，保证Ni2+在溶液pH为1左右时能够顺利析出，保持良好的着色均匀性和稳定性；稳定剂由络合剂、还原剂、抗氧剂以及电极氧化阻止剂组成，防止亚锡氧化和水解，保持着色稳定性。
对槽液的搅拌有利于色差的均匀性和重现性。
通常单镍盐溶液可以通压缩空气进行搅拌，但是单锡盐或双盐则不能使用压缩空气搅拌，可以考虑通惰性气体搅拌，也可以采用机械搅拌方式，防止亚锡离子的氧化。
对着色液进行循环过滤，也是保持溶液稳定的一种方式。
以上是其中一种控制色差的方法，因为色差原因有点多，我们下次接着讲。
氧化着色应急处理预案
一、预案背景氧化着色是铝制品表面处理的重要工艺，但在实际生产过程中，可能会遇到各种突发问题，如染料不合适、着色液pH值异常、氧化膜厚度不足等，导致着色不良。
为保障生产顺利进行，提高产品质量，特制定本应急处理预案。
二、应急处理原则1. 预防为主，防治结合；2. 及时发现，快速处理；3. 尽量减少损失，确保产品质量；4. 明确责任，协同作战。
三、应急处理流程1. 着色不良现象发现（1）生产人员发现铝制品氧化着色不良现象时，应立即停止生产，报告班长。
（2）班长接到报告后，应迅速组织人员对不良现象进行初步判断，并报告生产经理。
2. 初步判断（1）检查染料是否合适，如不合适，立即更换。
（2）检查着色液pH值，如过高或过低，调整至工艺要求范围。
（3）检查氧化膜厚度，如不足，重新进行阳极氧化。
3. 应急处理措施（1）若染料不合适，立即更换染料，重新配制着色液。
（2）若着色液pH值异常，使用乙酸或氨水调节pH值至工艺要求范围。
（3）若氧化膜厚度不足，重新进行阳极氧化。
（4）若氧化膜孔隙封闭，使用适当的清洗剂清洗氧化膜，恢复孔隙。
4. 处理效果验证（1）处理完毕后，进行着色试验，验证处理效果。
（2）若处理效果良好，恢复正常生产。
（3）若处理效果不理想，继续查找原因，直至解决问题。
5. 总结与改进（1）对此次着色不良原因进行分析，总结经验教训。
（2）对生产流程进行优化，避免类似问题再次发生。
四、应急处理要求1. 各级人员应熟悉本预案，明确各自职责。
2. 生产人员发现异常情况时，应及时报告，不得擅自处理。
3. 班长和生产经理应迅速组织应急处理，确保生产顺利进行。
4. 对应急处理过程中产生的废弃物，按照相关规定进行处理。
5. 定期对预案进行修订，提高预案的实用性。
五、附则本预案自发布之日起实施，如有未尽事宜，由生产管理部门负责解释。
阳极氧化染色有色差如何解决
阳极氧化染色有色差如何解决我们在铝合金阳极氧化染色的生产加工过程中，经常会遇到各种各样的问题。
比如氧化染色后发现工件表面有色差，或者露白等等。
这些都是比较常见的问题，染色不均形成的色差原因很多，我们可以大致来了解一下。
色差原因也可能出现在染色之前，阳极氧化之后，氧化膜的膜孔中残留有硫酸溶液。
因此，染色之前必须将铝制品彻底清洗干净。
避免给染色槽带人杂质离子，尤其是磷酸根离子、氟离子等，在染色槽之前设立纯水清洗，并且要对水质进行监控是十分必要的。
如果工件比较复杂，实在难以清洗，也可以用ht400表调剂等辅助清除残酸。
铝氧化产品的着色能够使铝合金披上华彩的外衣，起到了极佳的装饰效果，按方法分类可分为自发色吸附着色及电解着色。
铝氧化的色浅、色差问题出现原因及解决。
皮膜厚度不均，可能原因是阳极氧化槽液温度、浓度不均，应对槽液进行压缩空气搅拌，大幅度解决此类问题。
染液温度或浓度不均，引入搅拌工艺。
染色速度过快，工件底部先进入染液中而最后离开染液，因此底部最易染深。
此时可以用ht470缓染剂等试剂控制染色速度，把控染色标准。
解决的办法是调稀染料，适当延长染色时间。
工业铝型材导电不良，可能挂具松动造成，注意挂紧可避免此类问题。
染料太稀，可添加染料，提高浓度。
染液温度太低，可给染液加温至60℃以下。
染料溶解不当，或有不溶染料飘浮，此此易产生色差。
解决的办法是改进染料溶解。
不同的染色方法，或者染色试剂其会出现的原因是不一样的。
但是一般而言，造成色差的主要原因还是阳极氧化膜厚度不均，从而在染色的时候形成颜色深浅不一致，此时需要控制染色速度。
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如何解决铝材阳极氧化
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铝材氧化着色过程常见缺陷和处理方法
黄瑞强
(广西平铝集团有限公司)
摘要:实际生产中由于人员、工艺、设备、操作存在差异，型材氧化着色过程中产生的质量缺陷色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。
本文从实际生产过程中对铝型材氧化着色常见的缺陷问题、提出解决的办法和技术途径。
关键词:铝材着色; 缺陷; 处理
随着铝加工工业的蓬勃发展，铝表面处理已成为铝加工过程必不可少的重要生产环节。
铝制品经过表面处理之后。
耐磨、耐蚀、耐光照、耐气候等性能都有很大提高，更重要的是可以着上各种美丽鲜艳的色彩。
由于其它构成装饰的各种建筑物，曰用铝制品，工艺美术品，装饰品，家具用品等美观大方。
适应时代美感的要求，因而铝材的应用价值大为得高。
为了装饰和提高铝材表面性能，在铝材氧化膜上进行着色处理，常用的方法有电解着色法、化学着色法、自然着色法等。
在实际生产中由于人员、工艺、设备、操作等存在差异，每批的产品色差也会存在一定的差异，产生不同的质量缺陷，在特定的介质下，色泽的深浅是由金属粒子沉积量来决定，而与氧化膜的厚度无关。
铝材电解着色的色差的产生，与着色机理、氧化膜的厚度
的均匀性及结构与电解着色速度有直接关系。
铝材着色的缺陷大体上有以下几种情况:色浅、色差、染不上色、白点、露白、染色发花、逃色等。
如何解决这一问题，确保每批产品的色差保持一致，并在双方确认的偏差范围内，以满足消费者的要求。
这就要求生产企业，在对型材进行电解着色表面处理时，加以研究和防范。
以下介绍我公司在阳极氧化电解着色生产工艺中常见的质量缺陷和处理方法：
一、要着色均匀稳定并把色差控制在一定的范围内，减少着色缺陷的产生，在实际的生产过程中，首先在加强阳极氧化工艺操作的控制,在操作时注意以下几方面的要求。
1、在阳极氧化的型材进入着色槽时必须保持较大的倾斜度，并放置在两极中间，确保左右极距相等。
同时控制上料绑料面积，每挂料总表面积最大不超过44m2。
2、检查槽液浓度，是否符合工艺要求。
3、送电着色时，行车挂钩与导电梁挂钩必须脱开，并静置～1分钟后才能送电着色。
4、同一种颜色的着色电压必须相等,在着色前预先调整好电源电压。
?
5、着色结束时，必须立即起吊，尽快流尽槽液，尽快转移至水槽水洗，不可在着色槽中停留,严格控制空中起吊时间,充分洗净型材内孔中的酸液后，才能用色板比色，比色时,掌握型材色略深于样
板色。
当颜色太浅时，重新放入着色槽通电补色，当颜色太深时，重新放入着色槽（不通电）或氧化槽后面的酸性水槽褪色。
6、由于金黄色不能褪色，设定着色时间时不宜过长。
7、着色后的型材应经二级水洗充分洗尽酸水后，才能进行电泳或封孔处理。
?
8、加强染色前的冲洗,工件由阳极氧化槽中取出后要充分冲洗，特别是工件的狭缝，盲孔等处，否则残余的酸、碱在染色过程中会缓慢流出来，使染色溶液的pH值偏离正常范围，并使残留酸碱部位表面的色泽与洁净部位有明显差别，甚至腐蚀氧化膜而显示白色。
9、阳极氧化后即染色,工件经阳极氧化后要立即染色。
若工件阳极氧化后在空气中暴露时间过久膜层孔隙即会缩小，并有可能沾上污物，导致染色困难。
若因染色槽过小，需分批染色时，应把待染色件浸泡在干净的水中。
10、染色时工件不可重叠,染色时工件不可重叠，尤其是平面部位，否则由于重叠部位被遮盖而形成阴阳面。
11、加强染色后的冲洗,工件表面若不冲洗干净，留有残余颜料将会污染组合件。
二、常见的铝材着色缺陷的产生原因及处理方法。
（一）、色浅、色差的产生原因及处理：
1、氧化皮膜厚度不均。
可能原因是槽液温度、浓度不均，这时应对槽液进行压缩空气搅拌，以解决此类问题。
2、染液温度或浓度不均。
引入搅拌工艺,同时增加搅拌次数。
3、染色速度过快。
工件底部先进入染液中而最后离开染液，因此底部最易染深。
解决的办法是调稀染料，适当延长染色时间。
4、导电不良。
可能挂具松动造成，注意挂紧可避免此类问题
5、染料太稀，可添加染料，提高浓度。
6、染液温度太低。
可给染液加温至60℃以下。
7、染料溶解不当，或有不溶染料飘浮，此时易产生色差。
解决的办法是改进染料溶解。
（二）、染不上色的产生原因及处理：
1、膜厚不足。
解决的办法是检查阳极氧化工艺是否规范，看温度，电压，导电等因素是否稳定，若有异常，请相应调整规范之，若无异常，可适当延长氧化时间，保证膜厚达标。
2、染液PH值太高，此时，可用冰醋酸将PH值调至规范值。
3、氧化后工件在水槽中放置时间太久。
提倡及时染色，如果这种情况已经发生，可将工件放在阳极氧化槽中或硝酸中和槽中适当活化处理后再进行染色，效果会很好。
4、选用染料不当。
需选用合适染料。
5、染料已分解或霉变，此时需更换染料。
6、氧化温度过低，导致皮膜致密。
可适当提高氧化温度。
7、导电不良。
可能阳极铜杆或阴极铅板接触不良所示批量导电不良。
注意清洗阳极铜杆及阴极铅板，保证导电良好。
（三）、白点、露白的产生原因及处理：
1、水洗不干净，应加强水洗。
2、水洗所用的水太脏，易污染皮膜，此时应更换水，保证水洗质量。
3、氧化皮膜受到空气中烟尘，酸、碱雾的污染。
加强水洗，及时染色，及时转移可大幅度减轻此症状。
4、氧化膜受到油污、汗渍的污染。
必须加强防护，不可用手触摸工件的外观面。
5、染液内有不溶解的杂质，受油污染，破坏正常染色，此时应过滤或更换染液，定期清理槽液。
6、工件缝隙、深孔中有残酸流出，对这类工件要加强水洗。
7、染液受到污染，致染色工件发生点腐蚀，此时必须更换染料，平时应注意避免在操作过程中引入杂质离子。
（四）、染色发花，逃色的产生原因及处理：
1、染液pH值偏低，可用稀氨水调到规范值。
2、清洗不干净。
应加强水洗。
3、染料溶解不完全，加强溶解致完全溶解。
4、染液温度太高，降低温度。
5、氧化膜孔隙小，原因是氧化温度太低，抑制皮膜被硫酸溶解，可适当调高氧化温度避免此问题。
6、染色上色太快，而染色时间太短，可调稀染液，降低染色温度，适当延长染色时间。
7、封孔温度太低，加温解决。
8、封孔液PH值太低，用稀氨水调高到规范值。
9、染色表面易擦掉。
主要原因是皮膜粗糙，一般是氧化温度太高所致。
应注意控制好氧化温度在规范范围之内。
对发上氧化着色出现的缺陷,采取了对应的措施后,铝材着色产品的质量一定能够稳定控制，达到顾客满意的要求。
2009年3月28日
参考文献
[1 ]罗苏、吴锡坤《铝型材加工实用手册》第五篇第一章（铝合金型材阳极氧化着色技术）中南大学出版社2006
[2 ]王祝堂, 田荣璋1 铝合金及其加工手册[M]1 长沙: 中南工业大学出版社, 1989。