第7章 化学转化膜.docx

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第7章化学转化膜

第7章化学转化膜

化学转化膜是金属或镀层金属表层原子与水溶液介质中的阴离子相互反应，在金属表面形成含有自身成分附着性好的化合物膜。

成膜的典型反应式如下：

（7-1）

式中，M为与介质反应的金属或镀层金属；Az-为介质中价态为z的阴离子。

转化膜是表层的基底金属直接与介质阴离子反应，形成基底金属化合物（MmAn）。

可见化学转化膜实际上是一种受控的金属腐蚀过程。

上述反应式中，电子可视为反应产物，转化膜的形成可以是金属与介质界面间的化学反应，也可以是施加外电源进行的电化学反应。

前者为化学法，后者为电化学法（阳极氧化）。

化学法时反应式产生的电子将传递给介质中的氧化剂。

电化学法时所产生的电子将传递给与外电源相接的阳极，以阳极电流形式脱离反应体系。

实际上，化学转化膜形膜过程相当复杂，存在着伴生或二次反应。

因此得到的转化膜的实际组成往往也不是按上式反应生成典型的化合物膜。

例如，钢铁件在磷酸盐溶液中进行磷化处理时，所得到磷化膜的主要组成是二次反应生成的产物，即锌和锰的磷酸盐。

尽管如此，考虑到化学转化膜形成过程的复杂性，以及二次反应产物也是金属基底自身转化的诱导才生成的，所以一般不再严格进行区分，都称为化学转化膜。

转化膜的形成方法大多是化学法，也可以用电化学法。

化学法是将金属在溶液中浸渍，通过化学反应形成转化膜，也可将溶液喷射于工件表面，通过化学反应成膜。

转化膜按它的组成物分为氧化物膜、硫化物膜、铬酸盐膜、磷酸盐膜和草酸盐膜。

电化学氧化法（阳极氧化法）是指工件作为阳极，在电解液中电化学处理，在金属表面形成10~20μm稳定的转化膜的过程，也称电化学转化膜。

阳极氧化法可以大大提高铝及铝合金耐蚀耐磨性；可以改善外观，作为装饰用。

还能提高金属的热绝缘性和表层电阻，同时也可以作为油漆的底层。

转化膜用途十分广泛，可以分为：

涂装底材用转化膜，塑性加工用转化膜，耐磨损用转化膜，防锈用转化膜，绝缘用转化膜和其他功用转化膜（如搪瓷底材用转化膜、装饰用转化膜）。

化学转化膜几乎在所有的金属表面都能生成，目前工业上应用较多的是铁、铝、锌、铜、镁及其合金的转化膜。

转化膜技术在机械、电子、仪表仪器、汽车、船舶及飞机制造等众多领域中都得到广泛应用。

7.1氧化处理

7.1.1钢铁的化学氧化

钢铁的化学氧化是指钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的过程，也称钢铁的“发蓝”或“发黑”。

根据处理温度的高低，钢铁的化学氧化可分为高温化学氧化和常温化学氧化。

这两种方法所用的处理液成分不同，膜的组成不同，成膜机理不同。

1．钢铁高温化学氧化

高温化学氧化是传统的发黑方法，采用含有亚硝酸钠的浓碱性处理液，在140℃左右的温度下处理15~90min。

高温化学氧化得到的是以磁性氧化铁（Fe3O4）为主的氧化膜，膜厚一般只有0.5~1.5μm，最厚可达2.5μm。

氧化膜具有较好的吸附性，将氧化膜浸油或作其他后处理，其耐蚀性能可大大提高。

由于氧化膜很薄，对零件的尺寸和精度几乎没有影响，因此在精密仪器、光学仪器、武器及机器制造业中得到广泛应用。

（1）钢铁高温氧化机理

钢铁在含有氧化剂的碱性溶液中的氧化处理是一种化学和电化学过程。

①化学反应机理。

钢铁浸入溶液后，在氧化剂和碱的作用下，表面生成Fe3O4氧化膜，该过程包括以下三个阶段：

a．钢铁表面在热碱溶液和氧化剂（亚硝酸钠等）的作用下生成亚铁酸钠

b．亚铁酸钠进一步与溶液中的氧化剂反应生成铁酸钠

c．铁酸钠（Na2Fe2O4）与亚铁酸钠（Na2FeO2）相互作用生成磁性氧化铁

在钢铁表面生成的Fe3O4在浓碱性溶液中的溶解度极小，很快就从溶液中结晶析出，并在钢铁表面形成晶核，而后晶核逐渐长大形成一层连续致密的黑色氧化膜。

在生成Fe3O4的同时，部分铁酸钠可能发生水解而生成含水的氧化铁。

含水氧化铁在较高温度下失去部分水而形成红色沉淀物附在氧化膜表面，成为红色挂灰，或称“红霜”，这是钢铁氧化过程中常见的故障，应尽量避免。

②电化学反应机理。

钢铁浸入电解质溶液后即在表面形成无数的微电池，铁在微阳极区发生溶解：

在强碱性介质中有氧化剂存在的条件下，二价铁离子转化为三价铁的氢氧化物

与此同时，在微阴极上氢氧化物被还原

随之，

和

相互作用，并脱水生成磁性氧化铁

③氧化膜的成长。

上面讨论了氧化膜的形成过程，氧化膜实际成长时，由于四氧化三铁在金属表面上成核和长大的速度不同，氧化膜的质量也不同。

氧化物的结晶形态符合一般结晶理论，四氧化三铁晶核能够长大必须符合总自由能减小的规律，否则晶核就会重新溶解。

四氧化三铁在各种饱和浓度下都有自己的临界晶核尺寸。

四氧化三铁的过饱和度愈大，临界晶核尺寸愈小，能长大的晶核数目愈多，晶核长大成晶粒并很快彼此相遇，从而形成的氧化膜比较细致，但厚度比较薄。

反之，四氧化三铁的过饱和度愈小，则临界晶核尺寸愈大，单位面积上晶粒数目愈少，氧化膜结晶粗大，但膜比较厚。

因此所有能够加速形成四氧化三铁的因素都会使膜厚减小；而能减缓四氧化三铁形成速度的因素能使膜增厚，所以适当控制四氧化三铁的生成速度是钢铁化学氧化的关键。

（2）钢铁高温氧化工艺

表7-1是钢铁高温氧化工艺，有单槽法和双槽法两种工艺。

单槽法操作简单，使用广泛，其中配方1为通用氧化液，操作方便，膜层美观光亮，但膜较薄。

配方2氧化速度快，膜层致密，但光亮度稍差。

双槽法是钢铁在两个质量浓度和工艺条件不同的氧化溶液中进行两次氧化处理，此法得到的氧化膜较厚，耐蚀性较高，而且还能消除金属表面的红霜。

配方3可获得保护性能好的蓝黑色光亮的氧化膜。

配方4可获得较厚的黑色氧化膜。

表7-1钢铁高温氧化工艺

氧

化

液

组

成/

g·L-1

单槽法

双槽法

配方1

配方2

配方3

配方4

第一槽

第二槽

第一槽

第二槽

氢氧化钠

550~650

600~700

500~600

700~800

550~650

700~800

亚硝酸钠

150~250

200~250

100~150

150~200

重铬酸钾

25~32

硝酸钠

100~150

150~200

工

艺

温度/℃

135~145

130~135

135~140

145~152

130~135

140~150

时间/min

15~60

15

10~20

45~60

15~20

30~60

①氢氧化钠。

提高氢氧化钠的质量浓度，氧化膜的厚度稍有增加，但容易出现疏松或多孔的缺陷，甚至产生红色挂灰；质量浓度过低时，氧化膜较薄，产生花斑，防护能力差。

②氧化剂。

提高氧化剂的质量浓度，可以加快氧化速度，膜层致密、牢固。

氧化剂的质量浓度低时得到的氧化膜厚而疏松。

③温度。

提高溶液温度生成的氧化膜层薄，且易生成红色挂灰，导致氧化膜的质量降低。

④铁离子含量。

氧化溶液中必须含有一定的铁离子才能使膜层致密，结合牢固。

铁离子浓度过高，氧化速度降低，钢铁表面易出现红色挂灰。

对铁离子含量过高的氧化溶液，可用稀释沉淀的方法，将以Na2Fe2O4及Na2FeO2形式存在的铁变成Fe（OH）3沉淀去除。

然后加热浓缩此溶液，待沸点升至工艺范围，便可使用。

⑤钢铁含碳量。

钢铁中含碳量增加，组织中的Fe3C增多，即阴极表面增加，阳极铁的溶解过程加剧，促使氧化膜生成的速度加快，故在同样温度下氧化，高碳钢所得到的氧化膜一定比低碳钢的薄。

钢铁发黑后，经热水清洗、干燥后，在105~110℃下的L-AN32全损耗系统用油、锭子油或变压器油中浸3~5min，以提高耐蚀性。

2．钢铁常温化学氧化

钢铁常温化学氧化一般称为钢铁常温发黑，这是20世纪80年代迅速发展的新技术。

与高温发黑相比，常温发黑具有节能、高效、操作简便、成本低、环境污染小等优点。

常温发黑得到的表面膜主要成分是CuSe，其功能与Fe3O4膜相似。

（1）钢铁常温发黑机理

常温发黑的机理到目前为止研究得尚不够成熟，下面简单介绍一些观点。

①当钢铁件浸入发黑液中时，表面的Fe置换了溶液中的Cu2+，铜覆盖在工件表面

覆盖在工件表面的金属铜进一步与亚硒酸反应，生成黑色的硒化铜表面膜

②除上述机理外，钢铁表面还可以与亚硒酸发生氧化还原反应，生成的Se2-与溶液中的Cu2+结合生成CuSe黑色膜

尽管目前对发黑机理的认识尚不完全一致，但是黑色表面膜的成分经各种表面分析被一致认为主要是CuSe。

（2）钢铁常温发黑工艺

表7-2是钢铁常温发黑液配方。

常温发黑操作简单，速度快，通常2~10min，是一种非常有前途的新技术。

目前还存在发黑液不够稳定、膜层结合力稍差等问题。

常温发黑膜用脱水缓蚀剂、石蜡封闭，可大大提高其耐蚀性。

表7-2钢铁常温发黑液配方

发黑液组成

g·L-1

配方1

配方2

硫酸铜

1~3

2.0~2.5

亚硒酸

2~3

2.5~3

磷酸

2~4

有机酸

1.0~1.5

十二烷基硫酸钠

0.1~0.3

复合添加剂

10~15

氯化钠

0.8~1.0

对苯二酚

0.1~0.3

工艺

pH

2~3

1~2

常温发黑液主要由成膜剂、pH缓冲剂、络合剂、表面润湿剂等组成，这些物质的正确选用和适当的配比是保证常温发黑质量的关键。

①成膜剂。

在常温发黑液中最主要的成膜物质是铜盐和亚硒酸，它们最终在钢铁表面生成黑色CuSe膜。

在含磷发黑液中，磷酸盐亦可参与生成磷化膜，称为辅助成膜剂。

辅助成膜剂的存在往往可以改善发黑膜的耐蚀性和附着力等。

②pH缓冲剂。

常温发黑一般将pH控制在2~3的范围之内。

若pH过低，则反应速度太快，膜层疏松，附着力和耐蚀性下降。

若pH过高，反应速度缓慢，膜层太薄，且溶液稳定性下降，易产生沉淀。

在发黑处理过程中，随着反应的进行，溶液中的H＋不断消耗，pH将升高。

加入缓冲剂的目的是维持发黑液的pH值在使用过程中的稳定性。

磷酸、磷酸二氢盐是常用的缓冲剂。

③络合剂。

常温发黑液中的络合剂主要用来络合溶液的Fe2+和Cu2+，但对这两种离子络合的目的是不同的。

当钢件浸入发黑液中时，在氧化剂和酸的作用下，Fe被氧化成Fe2+进入溶液。

溶液中的Fe2+可以被发黑液中的氧化性物质和溶解氧进一步氧化成Fe3+。

微量的Fe3+即可与SeO32-生成白色Fe2（SeO3）3沉淀，使发黑液浑浊失效。

若在发黑液中添加如柠檬酸、抗坏血酸等络合剂，它们会与Fe2+生成稳定的络合物，避免了Fe2+的氧化，起到了稳定溶液的作用。

因此，有人称这类络合剂为溶液稳定剂。

另外，表面膜的生成速度对发黑膜的耐蚀性、附着力、致密度等有很大的影响。

发黑速度太快会造成膜层疏松，使附着力和耐蚀性下降。

因此为了得到较好的发黑膜，必须控制好反应速度，不要使成膜速度太快。

有效降低反应物的浓度，可以使成膜反应速度降低。

Cu2+是主要成膜物质，加入柠檬酸、酒石酸盐、对苯二酚等能与Cu2+形成络合物的物质可以有效地降低Cu2+的浓度，使成膜时间延长至10min左右。

这类络合剂也称之为速度调整剂。

④表面润湿剂。

表面润湿剂的加入可降低发黑溶液的表面张力，使液体容易在钢铁表面润湿和铺展，从而保证得到均匀一致的表面膜。

所使用的表面润湿剂均为表面活性剂，常用的有十二烷基磺酸钠、OP-10等，有时也将两种表面活性剂配合使用，效果可能会更好。

表面润湿剂的用量一般不大，通常占发黑液总质量的1％左右。

7.1.2有色金属的化学氧化

1．铜及其合金的化学氧化

铜在含过硫酸盐（Na2S2O3）苛性碱溶液中得到的氧化膜，结构主要是氧化铜CuO。

由于溶液中氧化剂浓度和温度的差别，氧化膜中含的Cu2O也不同。

氧化铜为主时，其颜色从棕色到黑色；而Cu2O含量较高时，颜色可能是黄、橙、红或紫到棕色。

在仪器、仪表和日用品制造上，一般要求铜件上的膜呈黑色的装饰外观。

铜的氧化膜耐蚀性不高，但也稍具防护作用，称为着色。

铜件着色后如需要部分露出铜基体本色，达到仿古效果，可以用滚光、抛光等方法对局部进行抛磨或滚磨。

最后在铜件表面罩上有机防护膜，以保护色泽的持久和光泽。

表7-3是铜及其合金的化学氧化配方及工艺条件。

表7-3铜合金化学氧化配方及工艺条件

溶液组成

g·L-1

配方1

配方2

配方3

硫酸铜

60

60

碳酸铜

10

氨水

200

高锰酸钾

8

7.5

硫化铵

40

氢氧化钾

20

工艺

温度/℃

35

25

90

时间/min

15

8

2

色泽

红~黑

棕黑

棕

2．铝及铝合金的化学氧化

铝及铝合金经过化学氧化可得到厚度为0.5~4μm的氧化膜，膜层多孔具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层，但其耐磨性和耐蚀性均不如阳极氧化膜好。

化学氧化法的特点是设备简单，操作方便，生产效率高，不消耗电能，成本低。

该法适用于一些不适合阳极氧化的铝制品表面处理。

铝及铝合金化学氧化所用溶液几乎都是碳酸钠为基本成分，添加碱金属的铬酸盐、硅酸盐、磷酸盐等。

所获得的转化膜主要是铝的水合化合物AlOOH或Al2O3·H2O的晶体结构。

成膜温度较高时，也可能以Al2O3·3H2O晶体结构存在。

根据溶液中添加的盐类不同，转化膜中还可能含其他化合物。

对于Na2CO3-Na2CrO4类型溶液中得到的转化膜，大致是75Al2O3·H2O-25Cr2O3·H2O的氧化膜。

铝在pH4.45~8.38之间均能形成化学氧化膜，初步认定在铝与沸水介质中成膜反应是一致的。

铝在沸水中成膜属于电化学的性质，即在局部电池的阳极上发生如下的反应

同时阴极上发生

反应，阴极反应导致金属与溶液界面液相区的碱度升高，于是进一步发生

反应，产生在界面液层的AlOOH转化为难溶的γ-Al2O3·H2O晶体，并吸附在表面上，形成氧化膜。

铝及铝合金的化学氧化膜在海水、过氧化氢、碱金属的硫酸盐、钙和锌的氯化物的溶液中，以及在乙醇、果汁、酸奶等腐蚀介质中都具有良好的耐蚀性，所以常被应用于牛奶场和啤酒厂的铝合金器械的防护。

转化膜在2％的水玻璃溶液中封闭处理后，其防护性能可进一步提高。

表7-4为铝化学氧化溶液组成与工艺条件。

其中MBV法得到的转化膜可以进行无机盐着色，但效果不佳。

这种转化膜在3%~5%水玻璃，90℃，15min封闭处理后，耐蚀性和力学性能均有所提高。

MBV法适用于纯铝、Al-Mg、Al-Mn、Al-Si合金以及铜质量分数低于4％的Al-Cu合金。

表7-4铝化学氧化溶液组成与工艺条件

氧

化

液

组

成/

g·L-1

MBV法

EW法

Pylumin法

1

2

1

2

3

4

碳酸钠

50

60

45

50

75

60

40~80

铬酸钠

15

14

17

23

20

重铬酸钠

15

氢氧化钠

5

硅酸钠

0.06~0.1

碱式碳酸钠

5

5

碳酸铬

20~25

磷酸氢钠

2

5

高锰酸钾

5~30

工

艺

温度/℃

90~95

90~95

95~100

100

70

90~100

90~100

时间/min

5~10

5~10

8~10

3~5

3~5

3~5

3~5

铝和某些铝合金在MBV溶液中添加3~3.5g/L氟化钠，于95~100℃氧化处理l0~30min，可获得无色透明略带金属光泽的膜，这种膜的防护性能不低于MBV法得到的膜。

EW法是MBV法的改进型，溶液中添加微量的硅酸钠。

硅酸钠进入转化膜之中，其孔隙度减少，以致缩短了达到极限厚度的时间，转化膜因而变薄。

Pylumin法所得转化膜最适用作油漆的底层，无需进行封闭处理。

这种方法的优点在于几乎适用所有铝合金，而且溶液可以长期使用，不废弃，只需定期分析和调整消耗掉的组分。

3．镁合金的化学氧化

用氧化法可在镁合金表面获得厚度为0.5~3μm的氧化膜。

由于氧化膜薄而软，使用中容易损伤，所以一般用作有机涂料的底层，易提高涂料与基体的结合力和防护性能。

镁合金化学氧化的配方很多，使用时应根据合金材料、零件表面状况及使用要求，选择合适的工艺。

表7-5为部分典型化学氧化配方及工艺条件。

表7-5部分化学氧化配方及工艺条件

溶液液组成/

g·L-1

配方1

配方2

配方3

配方4

重铬酸钾

125~160

40

30~50

15

铬酐

1~3

硫酸铵

2~4

15

醋酸

10~40

5~8

硫酸铬钾

20

硫酸铝钾

8~12

重铬酸铵

15

硫酸锰

10

工艺

pH值

3~4

2~4

4~5

温度/℃

60~80

80~90

60~90

90~100

时间/min

0.5~2

0.1~1

3~5

10~20

特点

适用于切削加工零件

适用于尺寸精密的电子制件

通用氧化液

黑色氧化

7.2铝及铝合金的阳极氧化

阳极氧化是指在适当的电解液中，金属作为阳极，在外加电流作用下，使其表面生成氧化膜的方法。

通过选用不同类型不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、厚度在几十至几百微米（铝自然氧化膜层厚0.0l0~0.015μm）的阳极氧化膜。

铝及其合金的氧化膜的性质和用途如下。

（1）氧化膜结构的多孔性。

氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，膜层的空隙率决定于电解液的类型和氧化的工艺条件。

氧化膜的多孔结构可使膜层对各种有机物、树脂、地蜡、无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成各种不同的颜色，提高金属的装饰效果。

（2）氧化膜的耐磨性。

铝氧化膜具有很高的硬度，可以提高金属表面的耐磨性。

当膜层吸附润滑剂后，能进一步提高其耐磨性。

（3）氧化膜的耐蚀性。

铝氧化膜在大气中很稳定，因此具有较好的耐蚀性，其耐蚀能力与膜层厚度、组成、空隙率、基体材料的成分以及结构的完整性有关。

为提高膜的耐蚀能力，阳极氧化后的膜层通常再进行封闭或喷漆处理。

（4）氧化膜的电绝缘性。

阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压，可以用作电解电容器的电介质层或电器制品的绝缘层。

（5）氧化膜的绝热性。

铝氧化膜是一种良好的绝热层，其稳定性可达1500℃，因此在瞬间高温下工作的零件，由于氧化膜的存在，可防止铝的熔化。

氧化膜的热导率很低，约为0.419~1.26W/（m·Κ）。

（6）氧化膜的结合力。

阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分离，即使膜层随基体弯曲直至破裂，膜层与基体金属仍保持良好的结合。

7.2.1阳极氧化膜的形成机理

铝阳极氧化膜的生成过程是，铝及其合金在电解液中为阳极，通电后在表面生成氧化膜层，此氧化过程称为阳极氧化。

在铝阳极上可能发生下列不同过程：

金属阳极的溶解过程；阳极表面上生成极薄的钝化膜，同时伴随着氧化膜的溶解。

此外，还有氧的析出过程。

铝的阳极氧化实际上就是水的电解（图7-1）。

电解液通电后在电流的作用下发生水解，在阴极上获得电子释放出氢气，即

在阳极上释放电子形成原子氧，即

其中一部分新生原子氧与阳极铝反应，生成无水氧化铝膜，即

图7-1铝和阳极氧化示意图

1-铝阳极；2-Al2O3层产生氧气；

3-释放氢气；4-阴极；5-氧化电解液

此过程与电解液的性质、反应生成物、电流、电压、温度以及处理时间等因素有关。

阳极氧化一开始，在通电后的数秒钟内铝表面立即生成一层致密的、附着性强的、具有高绝缘性能的氧化膜，即阻挡性氧化膜。

该氧化膜厚度约为0.01~0.1μm，称之为阻挡层，又称无孔层。

随着氧化膜的不断生成，电解液对膜的溶解作用也就开始了。

由于初始生成的膜层并不均匀，膜薄的地方就首先被溶解而形成孔隙。

正是由于这些针孔的存在，保证了电解液进入氧化膜内部，在铝基体上连续不断地成长氧化膜。

但是，由于氧化膜同时又不断被溶解，以至最终氧化膜的针孔由表及里呈锥形结构。

阳极氧化膜的生成是两种不同的化学反应同时进行的结果，一种是电化学反应，铝与阳极析出的氧作用生成Al2O3；另一种是化学反应，即电解液对Al2O3不断地溶解。

因此只有当生成速度大于溶解速度时，氧化膜才能顺利地生长并保持一定厚度。

这个现象可以通过阳极氧化过程中电压-时间曲线的变化进一步说明。

如图7-2所示

图7-2阳极氧化过程中电压-时间曲线

，曲线OA段表示通电数秒钟内，铝表面立即生成薄而致密的无孔氧化膜层，此层有较高的电阻，阻碍电流的通过和氧化反应的继续进行。

曲线AB段表示电压从最高值下降约10％~15％，这是由于电解液对氧化膜溶解所造成的；氧化膜产生孔穴，电化学反应继续进行，氧化膜继续生成，当电压回降到B点后，在一定时间内氧化膜生成与溶解速率的比值基本恒定，并趋向平稳，如BC段。

但随着时间的延长，孔穴加深，多孔层逐渐加厚，过了C点，由于氧化膜的厚度增加，内层氧化膜的化学溶解作用减缓，电阻增大。

若其电压不足以击穿膜层，则氧化膜停止生长。

因此要想得到厚层氧化膜，必须随着膜层的增厚升高电压以维持氧化膜继续生长。

7.2.2铝及其合金的阳极氧化工艺

铝和铝合金的阳极氧化工艺种类很多，应用最广泛的是硫酸阳极氧化工艺，其次是草酸阳极氧化、铬酸阳极氧化及特种阳极氧化。

1．硫酸阳极氧化

硫酸阳极氧化的工艺特点是在质量分数为10％~20％的H2SO4电解液中通以直流或交流电对铝及其合金进行阳极氧化处理，且配制电解液用的H2SO4最好用试剂级或蓄电池专用的H2SO4，得到无色透明的氧化膜。

该氧化膜层具有较强的吸附能力，易于着色，硬度较高，耐蚀性好。

所需的H2SO4量根据电解槽的容积计算，在槽内先注入欲配制溶液体积3/4的蒸馏水或去离子水，然后将H2SO4边搅拌边缓慢地加入，最后补充蒸馏水至所需体积。

在加入硫酸的过程中要用压缩空气搅拌均匀并使其冷却，取样分析，调整至合格，方可投入生产。

（1）硫酸阳极氧化工艺流程及工艺参数

工艺流程为：

铝制品→机械抛光→化学脱脂→热水洗→流动冷水洗→碱蚀→热水洗→流动冷水洗→化学抛光或电化学抛光→流动冷水洗→阳极氧化→清洗→中和→染色→清洗→封闭→清洗→干燥。

各工序的主要参数见表7-6。

表7-6硫酸阳极氧化工序的主要参数

顺序

工序

溶液成分（质量分数）

工艺参数

温度/℃

时间/min

其他

l

脱脂

2%Na3PO4，1%Na2CO3，0.5%NaOH

45~60

3~5

2

热水洗

自来水

40~60

洗净为止

3

碱蚀

40~50g/LNaOH

50~60

1~5

4

冷水洗

自来水

室温

洗净为止

5

中和

10％~30％HNO3

室温

3~8

6

封孔

纯水

90℃以上

＞20

pH4~6

（2）硫酸阳极氧化溶液组成和工艺条件

一般而言，溶液浓度、电解液温度越低氧化膜越硬，若要想得到染色性好、透明度高的氧化膜，溶液的浓度和温度应稍高，但也易产生白霜，所以处理条件应控制在表7-7规定的范围内。

降低硫酸浓度虽然可以提高抗蚀性和耐磨性，但是电解电压上升，氧化膜光亮度降低，颜色变黑，着色能力下降。

一般硫酸浓度控制在15%左右为