铝合金的自然发色

(一)概述

    自然发色又称整体着色，也有称之为一步电解着色法，就是铝合金在特定的电解质溶液中和电解工艺条件下进行阳极氧化，并直接产生有颜色阳极膜的工艺过程。因此，自然发色的特点就是氧化和着色在同一工序中和同一时间内完成，它可以大大地缩短工艺流程的环节，简化操作方法，减少操作时间，对环境污染相对较少，而且其着色膜具有硬度高、耐磨、耐腐蚀、牢固度高、寿命长等优点，但电解用的溶液较一般的阳极氧化溶液贵，电耗量大，生产成本相当较高，而且着色范围比较窄，操作条件严格而复杂。

    (二)自然发色的工艺流程

    铝合金制件→抛光→除油→清洗→化学碱洗除膜→清洗→浸蚀出光→清洗→阳极氧化(自然发色) →清洗→封孔→清洗→千燥→包装成品。

    从上述流程中可以看到，自然发色阳极氧化处理的电解溶液成分和电解工艺参数与普遍阳极氧化有很大的不同。现以美国的Kal Corlor法为例说明。Kal Corlor法的阳极氧化自然发色电解液配方及工艺条件如下：

其电解工艺参数的控制可分为三个阶段，见图4—2所示。

图4-2  自然发色电解过程示意图

1．预氧化阶段  小电流通电数分钟，然后迅速升至工艺规定的恒电流值。

2．恒电流阶段  这时的电流密度在规定范围内保持恒定。此时电压升高，直至规定的电压值为止。

3．恒电压阶段  电压保持恒定，电流开始下降。

    (三)自然发色的机理

    关于自然发色的原理，由于其发色过程比较复杂，各种合金成分不同及电解溶液成分不同，所发生的反应都不同，所以目1前尚未有一致的看法和解释，比较早期研究的人员认为，在有机酸电解溶液中发色时，有机物分解生成了煤焦油状物质沉积于氧化物的针孔内，这种说法在当时得到较多的人赞同，但没有试验证据。1975年，美国的Weffers提

出了他的新理论认为，在芳香族有机酸一硫酸电解液中，自然发色的原理是由于分散在氧化膜中的残留金属铝粒子所引起的。氧化膜中残留的金属铝越多，色彩就越深，他的理论曾被他的试验所证实。