阳极氧化——铝合金表面的常见保护与处理工艺
铝合金作为一种活泼的金属，虽然不易生锈，但仍然需要表面处理以增强其耐蚀性和装饰性。其中，阳极氧化是一种广泛应用的工艺方法。
一、铝的阳极氧化原理
铝的阳极氧化是指在电解条件下，使铝或铝合金制品作为阳极，置于电解质溶液中，通过电解作用在其表面形成氧化铝薄膜的过程。这个氧化薄膜不仅具有很薄的特性，而且具有多种优良的性能。
二、自然氧化膜与人工氧化膜
铝在与空气接触时，会形成一层自然氧化膜。这个自然膜的厚度只有约2nm，非常容易受到。为了增强保护性和装饰性，人们通过电解方式产生较厚的氧化膜，即人工氧化膜。这就是我们常说的铝阳极氧化。
三、阳极氧化性能要求
1. 膜厚：膜厚是阳极氧化的重要参数。根据不同的需求，膜厚有不同的定义。GBT 8013.1-2018标准给出了膜厚的5个级别，分别为AA5、AA10、AA15、AA20、AA25。
2. 抗腐蚀性能：为了评价表面处理的抗腐蚀性能，GBT 8013.1-2018标准也给出了耐盐雾试验的级别。
四、铝阳极氧化的类型
1. 本色铝阳极氧化：最常见的铝阳极氧化方式，不会改变基材的颜色，但会使表面略显暗淡。
2. 黑铝阳极氧化：铝阳极氧化被染成黑色的方式。
3. 铝阳极氧化（哑光）：在进行铝阳极氧化处理之前对材料进行喷砂处理，会产生哑光效果，具有特别的装饰性。
五、阳极氧化工艺过程
铝和铝合金的阳极氧化处理是一个复杂的过程，涉及电解、着色和封闭等多个步骤。整个阳极氧化电压-时间曲线大致分为三段：无孔层形成、多孔层形成和多孔层增厚。
六、封闭和着色
铝及其合金经阳极氧化后，无论是否着色都需要进行封闭处理。封闭的目的是固定染料在微孔中，防止渗出，同时提高膜的耐磨性、耐晒性、耐蚀性和绝缘性。封闭的方法包括热水封闭法、重铬酸盐封闭法等。
七、阳极氧化层的特点
1. 多孔性：氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，可以吸附各种物质，如有机物、树脂、染料等。
2. 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。
3. 耐蚀性：铝氧化膜在大气中稳定，具有较好的耐蚀性。
4. 电绝缘性：阳极氧化膜具有很高的绝缘电阻和击穿电压。
5. 绝热性：铝氧化膜是一种良好的绝热层，稳定性高达1500℃。
6. 结合力：阳极氧化膜与基体金属的结合力很强，难以分离。
八、硬质阳极氧化
硬质阳极氧化膜一般较厚，需要达到一定的厚度才能满足使用需求。GB/T 19822对硬质阳极氧化有明确要求。由于合金成分和加工方式对其效果有很大影响，该标准针对材料进行了分类。硬质阳极氧化的特点是提高铝表面的耐磨性和耐蚀性，适用于需要较高机械性能和耐蚀性的场合。例如轴类等滑动部件可以使用硬质阳极氧化的处理来提高其耐磨性和寿命。铝的阳极氧化是一种重要的表面处理工艺，对提高铝及其合金的耐蚀性、耐磨性、装饰性和其他性能具有重要意义。
