- 3月 20, 2025
黑色阳极氧化是一种常用于铝制零件的表面处理技术，这项后处理不仅能赋予金属表面良好的外观，还能增强其耐磨性和耐腐蚀性。这些优点使得黑色阳极氧化成为汽车、航空航天等部件的首选表面处理工艺。
什么是黑色阳极氧化？
黑色阳极氧化是一种通过电解作用使金属零件（通常为铝）变黑的过程。通常，在进行黑化处理之前，铝需先经过标准的阳极氧化处理，以形成一层多孔的氧化铝层。随后，这层氧化铝层会经过电解染色处理，使用金属盐、无机染料或有机染料染成黑色。
值得注意的是，不仅铝可以进行此处理。其他金属如镁和钛也可以进行黑色阳极氧化。
黑色阳极氧化是如何工作的？
以下是铝制部件黑色阳极氧化的步骤：
1. 阳极氧化
在酸性电解液槽中，铝作为阳极进行阳极氧化。阳极氧化过程中，铝的外层通过电解作用转化为氧化铝。
具体来说，当电流通过电解液槽中的铝时，氧分子与铝表面相互作用，形成氧化铝沉积物。这些氧化物沉积物渗入孔隙并覆盖铝的表面。
2. 染色
阳极氧化后，铝部件的表面变得半多孔，这些孔隙用于存储黑色阳极氧化过程中使用的染料。染色过程采用以下三种技术：
2.1 电解染色
此技术涉及将阳极氧化的铝部件浸入另一个电解槽中。该槽含有重金属盐和由不锈钢制成的电极，金属盐可能包括锡、镍和钴的组合。
在这个新槽中，阳极氧化的铝作为阴极。电解开始时，盐会在阳极氧化的铝的孔隙中沉积。电解染色通常能生产出色度牢固的部件。
2.2 无机染色
无机染料是非水溶性的，此过程中的无机盐含有硫化钴。使用无机染料进行黑色阳极氧化处理的部件不易褪色。
2.3 有机染色
与无机染料不同，有机染料是水溶性的。使用有机染料时，需先将其溶解在温水中，然后添加到染色槽中。接着将阳极氧化的铝部件浸入染色槽中，使有机染料渗入部件的半多孔层。染料颜色越深，有机染色所需时间越长。
3. 封闭
这是黑色阳极氧化处理的最后一步，涉及封闭铝氧化物部件上的孔隙，以将黑色染料固定在其中。封闭处理在醋酸镍或酸浴中进行，有助于硬化涂层，硬化可防止颜色渗出和褪色。
黑色阳极氧化处理所需的材料和工具
黑色阳极氧化处理的过程相对简单，从预处理到后处理，以下所列材料涵盖了过程的各个方面。这些主要材料包括：
- 硫酸电解液
- 阴极
- 染色槽
- 染料
- 直流电源
- 用于盛放电解液的耐酸槽
- 用于处理后的槽体清洁的脱脂剂
- 用于悬挂铝部件的导电线
黑色阳极氧化铝的优点
美观
黑色阳极氧化铝具有美观的哑光黑色表面，可用于装饰和美观目的，它还呈现出高档的粉末涂层外观。
耐腐蚀
阳极氧化涂层可保护铝免受氧化和环境引起的腐蚀。在恶劣的户外环境中，它能防止化学化合物和湿气的损害。经过黑色阳极氧化处理，基本的腐蚀不会损害基材金属，而只会影响所施加的涂层。
成本效益高
铝的黑色阳极氧化是一种经济高效的着色方法。与粉末涂层相比，它在性能和美观方面更胜一筹，且成本更低。此外，此过程使用的染料和工具价格也较低。
热稳定性好
经过适当封闭处理的黑色阳极氧化铝具有耐热性，不会变色。此外，稳定的涂层在高温下不易燃烧或失去附着力。
色牢度高
使用无机染料或金属盐着色的黑色阳极氧化部件表现出优异的色牢度。因此，在紫外线辐射下，它们通常能保持颜色不变。
黑色阳极氧化铝的局限性
在探讨了黑色阳极氧化铝部件的优点之后，以下是使用这种表面处理技术可能会遇到的一些局限性。
工艺复杂
为了成功进行阳极氧化处理，需要对铝进行彻底的清洁和预处理，随后还需进行细致的阳极氧化和染色管理。此外，加工不足和保护措施不足会导致涂层效果差、不均匀。要成功完成黑色阳极氧化处理，需要有经验丰富的操作人员和良好的设备维护。
材料表面开裂
黑色阳极氧化物品在经历热循环时，阳极氧化层可能会发生开裂。基材和涂层之间不同的热膨胀率会导致裂纹。
材料限制
并非所有金属都可以进行黑色阳极氧化处理。它仅适用于铝、镁和钛。同时，并非所有类型的铝合金或铝系列都可以进行此处理。它通常适用于5系、6系和7系铝合金，其中6系最为常用。
黑色氧化涂层与黑色阳极氧化的区别
黑色阳极氧化与黑色氧化涂层是制造商之间经常讨论的话题，但哪个更好呢？让我们来了解一下这两种工艺。
黑色氧化涂层，也称为发黑处理，非常适合用于涂覆铁质材料、不锈钢、铜基合金、铜、锌和银焊料。它能赋予金属耐腐蚀性，减少光的反射，并改善美观度。与黑色阳极氧化不同，黑色氧化涂层是通过化学转化在材料上形成涂层。根据所使用的温度，黑色氧化涂层有三种方法：高温、中温和低温。
另一方面，黑色阳极氧化是一种电化学过程，有助于提高铝的美观度和耐用性。此过程可使金属表面长时间抵抗天气因素。为获得最佳效果，需确保参与阳极氧化的所有表面干净、无污染物且干燥。
黑色阳极氧化表面处理的应用
- 建筑部件：外部建筑构件非常适合采用阳极氧化工艺形成耐用且美观的黑色表面处理。这些外部构件包括窗户、檐槽、车库门、装饰镶边、落水管、标志、门、栏杆等。
- 汽车零部件：黑色阳极氧化提供具有吸引力的黑色涂层，能够抵抗天气和化学环境的侵蚀。黑色阳极氧化的汽车零部件包括扬声器格栅、踏板、换挡器等。
- 医疗用品：阳极氧化工艺可产生无菌、耐腐蚀和抗冲击的黑色涂层，非常适合制造轮椅、拐杖、医疗设备、氧气罐等部件。
- 电子外壳：包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑和立体声音响设备等。外壳得益于阳极氧化铝的轻质、可回收和散热特性。
- 工业设备和机械：由于阳极氧化铝具有出色的机械性能和耐化学/磨损性，因此非常适合用于工业工具和机械。它可用于工业机械设备部件，如更换阀、滚轮、滑轮、垫片和盖帽。
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