铝具有银白色的金属光泽，密度为2.7g/cm³，拥有很多优良的性能而被广泛应用于建筑、交通运输业、工程、机械制造、电气工程、国防等领域。铝及铝合金在自然条件下生成的氧化膜很薄，不能有效耐大气腐蚀，更不能耐稀酸、稀碱的腐蚀，也不能直接着色。

为了提高铝及铝合金表面的耐蚀性和耐磨性以及表面着色能力，要先通过化学和电化学氧化方法在铝合金表面生成一层较厚且质量良好的氧化膜，这种氧化膜有大量的微孔，吸附能力强，表面装饰作用良好。其中电化学氧化又称阳极氧化，其氧化膜是多孔蜂窝状的，耐磨性、耐蚀性和装饰性更好，应用最多。铝及铝合金表面着色工艺流程如下：

1.铝的预处理

着色前一定要进行预处理。预处理是为了去除铝合金表面的污垢和缺陷，如金属氧化物、残留油、油脂、金属毛刺、轻微划伤、灰尘等。铝合金预处理方法主要有机械法和化学法。机械法主要用机械抛光、喷砂、磨光、滚光等方法使表面平滑。化学法主要是表面脱脂、去油、去氧化皮等，同时在每道化学预处理后都要进行水洗。预处理的具体工艺流程视具体工艺要求和金属表面质量而定。主要有以下几种：

1）脱脂→水洗。

2）脱脂→水洗→碱洗→水洗→中和（稀酸洗）→水洗。

3）机械抛光→脱脂→水洗。

4）机械抛光→脱脂→水洗→碱洗→水洗→中和（稀酸洗）→水洗。

5）机械抛光→脱脂→水洗→中和（稀酸洗）→水洗。

2.铝的着色处理

生产中，铝合金在着色前多数进行阳极氧化处理。铝合金的阳极氧化膜具有更强的吸附能力和化学活性，经过着色处理之后具有很好的装饰性能、耐蚀性能及耐磨性能。

根据着色物质和色素在氧化膜中的不同位置，铝合金的氧化膜着色方法大体分为三种：自然着色法、吸附着色法和电解着色法，如图6-23所示。

（1）自然着色法 自然着色又称为整体着色，也叫作电解发色，其原理是膜层选择性吸收特定波长的光线，剩余光线被反射并发生干涉作用而显色。这种着色的特点是成膜带色。含有硅、铬、锰、镁等成分的铝合金在进行阳极氧化时直接生成有一定颜色的氧化膜的方法称为合金发色法；在以磺基水杨酸、氨基磺酸、草酸等为主体的电解液中进行阳极氧化处理而得到有色氧化膜的方法称为电解液发色法。

图6-23 铝合金氧化膜着色方法

a）自然着色 b）吸附着色 c）电解着色

自然着色法是合金发色法和电解发色法的综合。先选择合适的铝合金，再在相应的有机酸电解液中进行电解发色，见表6-21。这种方法膜层颜色范围较宽，但色调因合金主加元素不同、组织状态不同及成分和组织均匀性不同，都会使膜层色调不均匀；电解液着色法的显色原理目前没有明确，不同的电解质溶液和电解条件（表6-22）等都会引起颜色的改变。

表6-21 常用铝合金在自然着色时的色调(www.daowen.com)

自然着色的膜层耐蚀性和耐磨性都很好，对环境污染小，获得产品的耐光性、耐候性好，硬度高。可作为铝制品的表面精饰，广泛用于户外建筑、工艺美术和医疗器械等。但这种方法能源消耗较高，着色工艺需要35～80V的电压，溶液稳定性不好，易失效，成本昂贵，而且这种着色工艺具有局限性，仅局限于特定的铝合金和特定的电解液。自然着色工艺逐步让位于硫酸阳极氧化加电解着色。

（2）吸附着色法 吸附着色法也称为染色法，又称为化学着色法、化学染色法或化学浸渍着色法。将具有氧化膜的铝及铝合金工件浸入含有无机盐或有机染料的溶液中，溶液中的无机盐或有机染料被微孔结构的氧化膜吸附至表面，再向内部扩散、渗透，最后堆积在微孔中，使膜层染色。

表6-22 自然着色的典型电解液参数及色调

使用吸附着色法时，铝合金的阳极氧化最好在硫酸溶液中进行，因为这种氧化膜透明且微孔多，便于染出鲜艳的颜色。草酸阳极氧化膜呈淡黄，只有深色或暗色时才用。吸附着色法按照染料种类的不同，可以分为无机染料着色法和有机染料着色法。

1）无机染料着色法。无机染料着色法主要依靠物理吸附作用，即染色液中生成的无机化合物沉积在氧化膜空隙中而使工件染色。所以无机染料染色法又叫作反应染色，常用无机染料着色的工艺规范见表6-23。

表6-23 常用无机染料着色的工艺规范

2）有机染料着色法。有机染料着色法一般使用可溶于水的水溶性染料，机理复杂，既有物理吸附也有化学反应。常用有机染料着色的工艺规范见表6-24。

（3）电解着色法 电解着色法又称为二次电解。铝及铝合金经过阳极氧化后，浸入含有金属盐的电解液中进行电解，在电场作用下，电解液中金属阳离子渗入氧化膜的微孔中，并在孔的底部还原沉积，沉积的金属粒子对入射光发生散射作用，从而使氧化膜着色的方法。不同的盐类获得的颜色也不同，见表6-25。电解着色技术所获得的膜层耐候性、耐光性、耐热性、耐磨性都很好，使用寿命长。但是能耗与着色成本远低于自然着色，电解着色技术工艺越来越熟，槽液稳定，成本更不断降低，因此成为目前应用最广泛的着色方法。

表6-24 常用有机染料着色的工艺规范

表6-25 电解着色常用盐及工艺和色调

续）