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第1章 引论1

1.1 铝的腐蚀性2

1.2 铝的腐蚀形态4

1.3 铝合金5

1.3.1 铝合金系5

1.3.2 典型铝合金的特性及应用6

1.4 铝合金表面技术概述7

1.5 铝的阳极氧化技术8

1.5.1 铝阳极氧化膜的特性8

1.5.2 铝合金与阳极氧化9

1.5.3 铝的氧化膜9

1.5.4 铝阳极氧化膜的应用9

1.6 铝的其他表面处理技术10

1.6.1 铝的化学转化技术10

1.6.2 铝的涂装技术10

1.6.3 铝的电镀11

1.6.4 铝的珐琅和搪瓷涂层技术11

参考文献11

第2章 铝的表面机械预处理13

2.1 磨光13

2.1.1 磨光轮14

2.1.2 磨料的选用14

2.1.3 磨轮与磨料的黏结15

2.1.4 磨光操作要求15

2.2 抛光16

2.2.1 抛光机理16

2.2.2 抛光剂的类型17

2.2.3 抛光剂的选择18

2.2.4 抛光轮的种类、制作和功用19

2.3 抛光机械及操作20

2.3.1 抛光机械的主要部件、类型和功用21

2.3.2 抛光操作24

2.4 磨光、抛光常见问题及解决办法25

2.5 其他机械处理方法26

2.5.1 喷砂（丸）26

2.5.2 刷光27

2.5.3 滚光27

2.5.4 磨痕装饰机械处理27

参考文献27

第3章 铝的化学预处理29

3.1 概述29

3.2 脱脂30

3.2.1 酸性脱脂30

3.2.2 碱性脱脂31

3.2.3 有机溶剂脱脂32

3.3 碱洗33

3.3.1 碱洗原理33

3.3.2 碱洗工艺34

3.3.3 槽液回收及循环利用35

3.3.4 长寿命添加剂碱洗工艺36

3.3.5 碱洗缺陷及对策38

3.4 除灰40

3.4.1 硝酸除灰41

3.4.2 硫酸除灰41

3.5 氟化物砂面处理43

3.5.1 典型工艺条件43

3.5.2 槽液沉淀物处理方法44

3.5.3 缺陷及对策44

参考文献45

第4章 铝的化学抛光和电化学抛光46

4.1 概论46

4.2 化学和电化学抛光历程与机理49

4.2.1 化学抛光49

4.2.2 电化学抛光51

4.3 以磷酸为基的化学抛光工艺52

4.3.1 磷酸-硫酸化学抛光52

4.3.2 磷酸-硝酸化学抛光53

4.3.3 磷酸-硫酸-硝酸化学抛光54

4.3.4 磷酸乙酸-硝酸化学抛光55

4.3.5 磷酸为基的化学抛光生产设备56

4.3.6 含硝酸的磷酸基化学抛光液的工艺因素56

4.4 硝酸-氟化物化学抛光工艺58

4.4.1 硝酸-氢氟酸-阿拉伯胶化学抛光58

4.4.2 硝酸-氢氟酸-芳香胺化学抛光60

4.5 典型的电化学抛光工艺60

4.5.1 碳酸钠磷酸三钠碱性电化学抛光61

4.5.2 磷酸-铬酸-硫酸电化学抛光63

4.5.3 氟硼酸电化学抛光65

4.5.4 硫酸-铬酸电化学抛光66

4.5.5 无铬酸电化学抛光67

4.6 抛光缺陷及对策68

4.6.1 化学抛光缺陷及对策68

4.6.2 电化学抛光缺陷及对策69

参考文献70

第5章 铝的化学转化处理71

5.1 化学转化处理的技术进展71

5.2 化学氧化73

5.2.1 化学氧化膜的用途73

5.2.2 化学氧化膜的性能73

5.2.3 化学氧化膜的生长75

5.2.4 化学氧化膜的成分75

5.3 铬酸盐处理75

5.3.1 铬酸盐处理溶液76

5.3.2 铬酸盐处理反应77

5.3.3 铬化膜的性状77

5.4 磷铬酸盐处理78

5.4.1 磷铬酸盐处理溶液78

5.4.2 磷铬化膜的生成79

5.4.3 磷铬化膜的性状79

5.5 磷酸盐处理81

5.6 无铬化学转化处理81

5.6.1 无铬化学转化处理81

5.6.2 无铬化学转化膜的性状83

5.7 无铬化学转化技术的研究动态84

5.7.1 有机硅烷处理84

5.7.2 稀土盐转化处理84

5.7.3 有机酸转化处理85

5.7.4 SAM处理86

5.8 化学转化膜的鉴别86

5.8.1 外观检验86

5.8.2 膜厚检验87

5.8.3 附着性检验87

5.8.4 腐蚀试验87

参考文献87

第6章 铝阳极氧化与阳极氧化膜89

6.1 铝阳极氧化的过程90

6.1.1 铝阳极氧化按照电解溶液性质的分类90

6.1.2 铝阳极氧化的反应过程91

6.1.3 阳极氧化过程中铝合金合金化成分的影响94

6.2 阳极氧化膜的结构与形貌95

6.2.1 阳极氧化膜的多孔型结构与形貌的直接观测95

6.2.2 阳极氧化膜的结构模型和结构参数97

6.2.3 多孔型阳极氧化膜的微孔形成98

6.3 多孔型阳极氧化膜的厚度、结构和成分99

6.3.1 阻挡层的厚度99

6.3.2 多孔层的厚度和结构100

6.3.3 阻挡层的成分102

6.3.4 多孔层的成分103

6.4 结晶性阳极氧化膜的生长105

6.5 阳极氧化膜的生成机理107

6.5.1 壁垒型阳极氧化膜107

6.5.2 多孔型阳极氧化膜108

参考文献110

第7章 阳极氧化工艺111

7.1 硫酸阳极氧化工艺111

7.1.1 硫酸阳极氧化工艺规范112

7.1.2 阳极氧化工艺参数的影响112

7.1.3 硫酸溶液中铝离子和杂质的影响122

7.1.4　膜厚及其均匀性的控制124

7.1.5 阳极氧化膜的缺陷及其防止方法125

7.1.6　硫酸交流阳极氧化125

7.2　其他酸阳极氧化工艺125

7.2.1　铬酸阳极氧化工艺127

7.2.2　草酸阳极氧化工艺128

7.2.3　磷酸阳极氧化工艺129

参考文献131

第8章　铝的硬质阳极氧化132

8.1　概述132

8.2　硬质阳极氧化与铝合金材料的关系133

8.3　硫酸溶液的硬质阳极氧化135

8.4　硫酸硬质阳极氧化工艺参数的影响137

8.5 非硫酸溶液或非单一硫酸溶液的硬质阳极氧化139

8.5.1 草酸溶液的硬质阳极氧化139

8.5.2 以硫酸为基础的混合酸硬质阳极氧化139

8.5.3　其他混合有机酸硬质阳极氧化140

8.5.4　硬质阳极氧化复合技术141

8.6　硬质阳极氧化电源波形的改进和脉冲阳极氧化142

8.6.1　直流脉冲硬质阳极氧化143

8.6.2　交直流叠加硬质阳极氧化145

8.6.3 电流反向法硬质阳极氧化145

8.6.4　脉冲硬质阳极氧化膜的性能146

8.7　铸造铝合金硬质阳极氧化147

8.8　硬质阳极氧化膜的性能及检验148

参考文献153

第9章　铝及铝合金的微弧氧化154

9.1 概述154

9.2　微弧氧化现象及其特点155

9.3　微弧氧化的基本设备158

9.4　微弧氧化工艺161

9.4.1　微弧氧化槽液成分161

9.4.2　微弧氧化工艺162

9.5　微弧氧化膜的主要性能163

9.6　微弧氧化技术的应用166

参考文献170

第10章　铝阳极氧化膜的电解着色171

10.1　概述171

10.2　电解着色机理173

10.2.1 电解着色阳极氧化膜173

10.2.2 电解着色时金属离子和氢离子的放电174

10.2.3　阻挡层及其散裂脱落175

10.2.4　直流电解着色特点175

10.2.5 电解着色的电源波形176

10.2.6　电解着色的发色原理176

10.3　锡盐电解着色177

10.3.1 锡盐着色溶液的稳定方法177

10.3.2　添加剂的开发现状178

10.3.3　典型的锡盐电解着色工艺181

10.3.4　锡盐电解着色工艺参数的影响182

10.4　镍盐电解着色185

10.4.1　镍盐电解着色的优缺点185

10.4.2　交流镍盐电解着色186

10.4.3　直流镍盐电解着色187

10.4.4　镍盐电解着色的电化学研究189

10.5　其他金属盐电解着色191

10.5.1　锰酸盐电解着色192

10.5.2　硒酸盐电解着色192

10.6　干涉光效应着色的工业应用193

10.6.1 多色化工艺的特点和发展194

10.6.2　利用扩孔处理显色194

10.6.3　利用调整阻挡层与孔底的显色196

10.6.4　典型的多色化着色生产工艺197

参考文献198

第11章　铝阳极氧化膜的染色199

11.1　染色对氧化膜的要求199

11.2　染料染色机理200

11.2.1　有机染料染色机理200

11.2.2　无机染料染色机理201

11.3　有机染料的选择201

11.3.1　几种有机染料的特性201

11.3.2　适用有机染料的色系分类203

11.4　色彩的组合与调配204

11.5　有机染料染色工艺205

11.5.1　工艺流程205

11.5.2　染色液的配制方法205

11.5.3　有机染料染色工艺规范206

11.5.4　染色液中杂质离子的影响及控制209

11.5.5　操作注意事项210

11.5.6　染色后的封孔处理211

11.5.7　常用有机染料染色工艺实例212

11.5.8　染色问题的产生原因及排除方法212

11.5.9　不合格染色膜的褪色212

11.5.10　染色废液的再生和处理216

11.6　无机染料染色工艺216

11.6.1　无机染色的化学反应216

11.6.2　常用无机染色工艺规范218

11.7　染色的特殊方法219

11.7.1　双色染色工艺219

11.7.2　渗透染色工艺219

11.7.3 花样染色工艺220

11.7.4 转移印花工艺220

11.7.5 感光染色工艺220

11.7.6 印染染色法221

参考文献221

第12章 铝阳极氧化膜的封孔223

12.1 封孔技术的发展及分类223

12.2 封孔质量的品质要求224

12.3 热封孔工艺225

12.3.1 热封孔机理225

12.3.2 沸水封孔参数对封孔质量的影响228

12.3.3 水中杂质的影响229

12.3.4 封孔灰的防止措施230

12.4 冷封孔工艺231

12.4.1 冷封孔机理231

12.4.2 冷封孔的溶液因素232

12.4.3 冷封孔的工艺参数233

12.4.4 冷封孔的后处理234

12.4.5 冷封孔工艺的最佳控制235

12.5 高温水蒸气封孔工艺236

12.6 无机盐封孔工艺237

12.6.1 铬酸盐封孔237

12.6.2 硅酸盐封孔238

12.6.3 乙酸镍封孔239

12.7 新型中温封孔240

12.7.1 无镍中温封孔240

12.7.2 无重金属的中温封孔241

12.7.3 “无金属”的中温封孔242

12.8 有机物封孔技术242

12.8.1 有机酸封孔242

12.8.2 其他非水溶液的有机物封孔243

12.9 封孔引起的阳极氧化膜缺陷244

参考文献245

第13章 铝阳极氧化膜的电泳涂漆247

13.1 电泳涂漆与涂料247

13.1.1 电泳涂漆247

13.1.2 电泳涂料248

13.2 铝合金阳极氧化膜电泳涂漆工艺249

13.2.1 电泳涂漆原理249

13.2.2 电泳涂漆的专用术语252

13.2.3 铝及铝合金电泳涂漆工艺253

13.2.4 铝材电泳涂漆的影响因素254

13.2.5 电泳涂漆引起电解着色氧化膜褪色原因分析257

13.3 电泳涂漆主要设备258

13.3.1 电泳槽258

13.3.2 阴极板259

13.3.3 电源260

13.3.4 精制系统260

13.3.5 回收系统261

13.3.6 加漆系统261

13.3.7 固化炉262

13.4 电泳涂漆产品的品质与缺陷262

13.4.1 电泳涂漆产品的品质要求262

13.4.2 电泳涂漆产品常见缺陷及防治措施264

13.5 铝阳极氧化膜彩色及消光电泳涂漆266

13.5.1　彩色及消光电泳简介266

13.5.2　彩色电泳涂漆原理267

13.5.3 阳极氧化与电泳膜复合色268

参考文献268

第14章　铝及铝合金的粉末喷涂269

14.1　粉末涂装技术的发展269

14.1.1　粉末涂装简介269

14.1.2　粉末涂装特点269

14.1.3　静电粉末涂装法271

14.2　粉末静电喷涂工艺274

14.2.1　粉末涂料的选择274

14.2.2　粉末静电喷涂工艺流程277

14.3　粉末静电喷涂设备277

14.3.1　静电粉末喷枪277

14.3.2　粉末喷涂的供粉装置280

14.3.3　喷粉室282

14.3.4　粉末涂料回收设备282

14.3.5 固化炉284

14.4　粉末静电喷涂的主要影响因素284

14.5　粉末静电喷涂中的常见问题287

14.6　铝材粉末静电涂装产品质量要求290

14.7　粉末静电喷涂产品常见缺陷及防治措施290

14.8　粉末静电涂装图纹处理技术292

14.8.1　热转印用粉末涂料的组成293

14.8.2　热转印图纹底粉喷涂质量的要求293

14.8.3　热转印图纹生产工艺流程294

14.9　粉末涂料与涂装的发展趋势294

参考文献295

第15章　铝及铝合金的液相静电喷涂297

15.1　液相静电喷涂概述297

15.1.1　液相喷涂方法简介297

15.1.2　液相喷涂涂料简介298

15.2　液相静电喷涂的原理300

15.3　液相静电喷涂的特点301

15.4　液相静电喷涂涂装主要设备302

15.5 液相静电涂装的主要工艺参数304

15.6 液相静电涂装的影响因素及工艺控制306

15.7　铝材的氟碳喷涂工艺308

15.8　氟碳涂层的相关指标和质量标准312

15.9　液相喷涂产品常见缺陷及预防措施313

15.10　液相喷涂涂膜综合性能的控制方法315

参考文献315

第16章　铝及铝合金的辊涂317

16.1　辊涂概述317

16.1.1　辊涂原理317

16.1.2　常用涂料318

16.2　铝卷材辊涂工艺320

16.2.1　引入部分320

16.2.2　前处理部分321

16.2.3　化学预处理的品质控制323

16.2.4　涂装部分324

16.2.5　铝卷材的烘烤和冷却326

16.2.6　引出部分328

16.3　铝板材辊涂工艺329

16.4　铝卷材辊涂质量的主要影响因素330

16.4.1　铝卷材坯料质量的影响330

16.4.2 涂料施工性能及黏度变化的影响330

16.4.3　涂料中颜料粒度的影响331

16.4.4　涂装辊材质及涂装辊质量的影响332

16.5 铝卷材辊涂的标准及质量要求333

16.5.1　性能指标333

16.5.2　外观质量334

16.5.3　涂装过程的质量控制334

16.5.4　成品常见缺陷产生原因及控制措施335

16.6　铝材辊涂的发展方向337

参考文献337

第17章　铝及铝合金的电镀339

17.1　铝及其合金制件电镀的重要性339

17.2　铝及其合金的化学物理特性340

17.3　镀前预处理方法340

17.3.1 预处理常规方法及工艺规范340

17.3.2　预处理的特殊方法341

17.4 预处理特殊方法的工艺规范及电镀实例341

17.4.1　盐酸活化直接镀硬铬341

17.4.2 直接镀锌或闪镀Zn-Fe合金预镀层342

17.4.3　直接预镀镍后仿金镀343

17.4.4　阳极氧化后电镀343

17.4.5　表面条件化处理后电镀344

17.4.6　浸锌处理后电镀345

17.5　铝及其合金制件化学镀镍348

17.5.1　一般概念348

17.5.2　化学镀镍机理348

17.5.3　化学镀前铝的预处理348

17.5.4　化学镀Ni-P合金实例348

17.5.5　Ni-P镀层的退除351

17.6　氟硼酸盐浸镍锌（Ni-Zn）合金层电镀351

17.6.1　工艺流程352

17.6.2　工艺规范352

17.6.3 氟硼酸盐浸镍锌（Ni-Zn）合金机理352

17.6.4　浸Ni-Zn后电镀工艺353

17.7　铝及其合金制件化学镀金353

17.7.1　工艺流程353

17.7.2　工艺规范353

17.8　镀层质量的检验354

17.8.1　外观检查354

17.8.2　电镀层厚度的测量354

17.8.3　镀层孔隙率的测定354

17.8.4　结合力试验354

17.8.5　镀层显微硬度的测定354

17.8.6　镀层耐腐蚀性试验355

17.8.7　镀层钎焊性的测试355

17.8.8　镀层耐磨性能测试355

参考文献356

第18章 阳极氧化膜及高聚物涂层的性能与试验方法358

18.1　概述358

18.2　外观质量359

18.3　颜色和色差360

18.3.1 目视比色法360

18.3.2　仪器检测法360

18.4 阳极氧化膜及高聚物涂层厚度361

18.4.1　显微镜测量横断面厚度361

18.4.2　分光束显微镜测量透明膜厚度362

18.4.3　质量损失法测量阳极氧化膜厚度362

18.4.4 涡流法测量阳极氧化膜及高聚物涂层厚度363

18.5　阳极氧化膜封孔质量363

18.5.1　指印试验364

18.5.2　酸处理后的染色斑点试验364

18.5.3　磷铬酸试验365

18.5.4　导纳试验366

18.6　耐腐蚀性366

18.6.1　盐雾腐蚀试验367

18.6.2　含SO2潮湿大气腐蚀试验［即克氏（Kesternish）试验］367

18.6.3　马丘（Machu）腐蚀试验368

18.6.4　耐湿热腐蚀试验368

18.6.5　滴碱腐蚀试验368

18.7　耐化学稳定性369

18.7.1　耐酸试验369

18.7.2　耐碱试验369

18.7.3　耐砂浆试验370

18.7.4　耐洗涤剂试验370

18.8　耐候性370

18.8.1 自然曝露耐候试验371

18.8.2　人工加速耐候试验372

18.9　硬度374

18.9.1　压痕硬度试验374

18.9.2　铅笔硬度试验375

18.9.3　显微硬度试验375

18.10　耐磨性376

18.10.1　喷磨试验仪检测耐磨性376

18.10.2 轮式磨损试验仪检测耐磨性376

18.10.3　落砂试验仪检测耐磨性377

18.11 附着性378

18.11.1 附着性划格试验378

18.11.2 附着性仪器试验379

18.12 耐冲击性379

18.13　抗杯突性379

18.14　抗弯曲性380

18.15　涂层聚合作用性能380

18.16　阳极氧化膜绝缘性381

18.17　阳极氧化膜抗变形破裂性381

18.18　阳极氧化膜抗热裂性382

18.19　薄阳极氧化膜连续性382

18.20　耐沸水性382

18.21　光反射性能383

18.21.1　镜面光泽度的测量383

18.21.2　反射率测量383

18.22　涂层加工性能384

参考文献385

附录386

附录1 我国主要变形铝及铝合金牌号以及主要合金化元素的成分386

附录2　我国主要铸造铝合金的牌号及主要合金化元素成分388

附录3　铝阳极氧化槽液的化学分析规程388

附录4　有关阳极氧化膜及高聚物涂层的性能与试验方法国家标准和国际标准一览表394