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第1章 概论1

1.1 铝的优点和缺点1

1.2 铝的物理性质1

1.3 铝的化学性质和表面钝性3

1.3.1 铝的热力学稳定性3

1.3.2 铝及铝合金的氧化膜4

1.4 铝的腐蚀5

1.4.1 铝自然氧化膜的稳定性5

1.4.2 铝的局部腐蚀形态6

1.5 铝的表面保护处理技术8

1.5.1 阳极氧化处理9

1.5.2 化学转化处理10

1.5.3 有机物涂装处理10

1.5.4 电镀或化学镀处理11

参考文献11

第2章 铝阳极氧化与阳极氧化膜的基础知识12

2.1 概述12

2.2 铝的阳极氧化过程13

2.2.1 铝在各种电解质溶液中的阳极行为13

2.2.2 铝阳极氧化的反应15

2.2.3 阳极氧化膜微孔的形成19

2.3 阳极氧化膜的结构19

2.3.1 阳极氧化膜的结构的直接观测19

2.3.2 阳极氧化膜的结构模型和参数22

2.4 多孔型阳极氧化膜的厚度、结构和成分24

2.4.1 阻挡层的厚度，结构和成分24

2.4.2 多孔层的厚度和结构25

2.4.3 多孔层的成分及分布27

2.5 阳极氧化膜的生长机理29

2.5.1 阻挡层上微孔的萌生29

2.5.2 多孔层微孔的生长和发展30

参考文献31

第3章 铝材的化学预处理33

3.1 脱脂34

3.1.1 概述34

3.1.2 铝材表面的原始状态34

3.1.3 化学脱脂剂的类型35

3.1.4 化学脱脂槽液的配制和工艺条件36

3.1.5 脱脂缺陷及对策37

3.2 化学抛光38

3.2.1 化学抛光概述38

3.2.2 光亮度表述39

3.2.3 化学抛光机理40

3.2.4 以磷酸为基的化学抛光工艺42

3.2.5 磷酸为基的化学抛光设备43

3.2.6 化学抛光操作和工艺条件44

3.2.7 化学抛光的缺陷及对策45

3.3 铝的浸蚀46

3.3.1 碱浸蚀46

3.3.2 酸性浸蚀50

3.4 除灰51

3.4.1 概述51

3.4.2 硝酸除灰51

3.4.3 硫酸除灰52

参考文献53

第4章 铝合金的阳极氧化54

4.1 硫酸阳极氧化54

4.1.1 硫酸阳极氧化工艺操作规范54

4.1.2 阳极氧化工艺参数的影响55

4.1.3 硫酸槽液中铝离子和杂质的影响64

4.1.4 膜厚及其均匀性的控制66

4.1.5 阳极氧化膜的缺陷及其防止方法67

4.1.6 硫酸交流阳极氧化69

4.2 草酸阳极氧化69

4.3 其他溶液阳极氧化71

4.3.1 铬酸阳极氧化71

4.3.2 磷酸阳极氧化72

4.4 通用阳极氧化生产工艺示例73

参考文献74

第5章 铝阳极氧化膜的着色76

5.1 电解着色技术76

5.2 锡盐电解着色工艺78

5.2.1 典型的锡盐电解着色工艺78

5.2.2 稳定锡盐着色槽液的方法79

5.2.3 添加剂的开发现状与方向80

5.2.4 锡盐电解着色的工艺参数81

5.3 镍盐电解着色工艺84

5.3.1 镍盐电解着色的优缺点84

5.3.2 交流镍盐电解着色84

5.3.3 “直流”镍盐电解着色86

5.4 电解着色机理88

5.4.1 阳极氧化膜中电解还原沉积物质的状态和位置89

5.4.2 电解着色时金属离子和氢离子的竞争放电90

5.4.3 阻挡层及其散裂脱落91

5.4.4 电解着色的电源波形91

5.4.5 电解着色的散射光发色原理92

5.5 干涉光发色的电解着色93

5.5.1 多色化工艺的特点和发展93

5.5.2 利用中间处理扩孔实现多色化93

5.5.3 利用中间处理调整阻挡层实现多色化95

5.5.4 典型的多色化着色工艺95

5.6 铝阳极氧化膜的染色技术96

5.6.1 多孔型阳极氧化膜是染色的基础96

5.6.2 有机染料的选择97

5.6.3 染料染色的机制97

5.7 有机染料染色工艺97

5.7.1 有机染料染色的工艺规范98

5.7.2 染色溶液中杂质的影响100

5.7.3 染色膜的封孔处理100

5.8 无机颜料染色工艺101

参考文献102

第6章 铝阳极氧化膜的封孔103

6.1 封孔技术概述103

6.2 热－水合封孔处理工艺104

6.2.1 沸水封孔和高温蒸气封孔104

6.2.2 沸水封孔工艺参数的影响105

6.2.3 热－水合封孔机理107

6.3 冷封孔处理工艺110

6.3.1 溶液成分110

6.3.2 工艺参数111

6.3.3 后处理112

6.3.4 工艺规范114

6.3.5 冷封孔的机理114

6.4 其他无机盐封孔处理工艺116

6.4.1 铬酸盐封孔处理116

6.4.2 硅酸盐封孔处理117

6.4.3 乙酸盐中温封孔处理117

6.5 环境友好中温封孔工艺119

6.5.1 无镍中温封孔处理119

6.5.2 无重金属中温封孔处理121

6.6 有机物封孔工艺121

6.6.1 有机酸封孔处理121

6.6.2 非水溶液的有机物封孔处理123

6.7 封孔品质的检测方法123

参考文献125

第7章 铝材硬质阳极氧化127

7.1 概述127

7.1.1 铝合金材料对硬质阳极氧化的影响127

7.1.2 硬质阳极氧化与普通阳极氧化129

7.2 硬质阳极氧化工艺129

7.2.1 硫酸硬质阳极氧化129

7.2.2 草酸硬质阳极氧化131

7.2.3 混合酸硬质阳极氧化131

7.2.4 复合硬质阳极氧化133

7.3 硬质阳极氧化工艺参数的影响134

7.4 硬质阳极氧化生产操作方法140

7.5 硬质阳极氧化膜的性能及检验141

7.6 脉冲硬质阳极氧化膜的性能146

7.7 铸造铝合金硬质阳极氧化147

参考文献149

第8章 铝的微弧氧化150

8.1 概述150

8.2 微弧氧化设备与工艺151

8.3 微弧氧化现象及其特点154

8.4 微弧氧化膜的主要性能157

8.4.1 微弧氧化膜的硬度及其分布157

8.4.2 微弧氧化膜的耐磨特性158

8.4.3 微弧氧化膜的耐蚀性能159

8.4.4 微弧氧化膜的绝缘特性160

8.4.5 微弧氧化膜的其他特性160

8.5 微弧氧化技术的应用161

参考文献164

第9章 铝的电镀和化学镀165

9.1 概述165

9.2 铝的镀前预处理165

9.2.1 常规化学预处理166

9.2.2 特殊化学预处理168

9.3 铝的电镀工艺171

9.3.1 铝的镀锌层上电镀工艺171

9.3.2 铝的阳极氧化膜上电镀工艺174

9.3.3 铝上“直接”电镀工艺175

9.4 铝的化学镀工艺176

9.4.1 铝化学镀镍的工艺路线176

9.4.2 化学镀镍工艺178

9.4.3 铝化学镀镍层的加热后处理181

参考文献181

第10章 铝的化学转化处理182

10.1 概述182

10.1.1 化学转化处理的发展182

10.1.2 化学转化的处理方法183

10.2 水合氧化法183

10.2.1 水合氧化膜的性能183

10.2.2 水合氧化膜的反应历程184

10.2.3 水合氧化膜的用途185

10.3 铬酸盐转化法185

10.3.1 铬酸盐转化膜的性能186

10.3.2 铬酸盐转化膜的处理工艺186

10.3.3 铬酸盐转化膜的反应历程187

10.4 磷铬酸盐转化法188

10.4.1 磷铬酸盐转化膜的性能188

10.4.2 磷铬酸盐转化膜的处理工艺189

10.4.3 磷铬酸盐转化膜的反应历程190

10.5 无铬转化法191

10.5.1 锆／钛盐类转化膜191

10.5.2 稀土盐类转化膜193

10.5.3 硅烷处理195

10.5.4 溶胶－凝胶处理196

10.5.5 有机酸转化处理197

10.6 铝化学转化膜的检验197

10.6.1 外观检验197

10.6.2 膜厚检验197

10.6.3 附着性检验198

10.6.4 耐腐蚀性试验198

参考文献198

第11章 铝阳极氧化膜的电泳涂漆200

11.1 电泳涂料及涂装简介200

11.1.1 电泳涂料的组成200

11.1.2 铝材电泳涂料简介200

11.1.3 铝材电泳涂漆特点202

11.2 电泳涂装原理203

11.3 铝材电泳涂装工艺204

11.4 影响铝材电泳涂漆的主要因素207

11.5 铝材电泳涂漆主要设备209

11.6 铝材电泳涂漆产品的品质要求211

11.7 铝材电泳涂漆产品常见缺陷及防治措施212

11.8 铝材氧化、电泳工艺失误造成的缺陷214

11.9 铝材彩色及消光电泳涂漆工艺215

11.9.1 彩色及消光电泳215

11.9.2 铝材彩色电泳涂漆原理215

11.9.3 铝材彩色消光电泳涂漆工艺216

11.9.4 铝材彩色消光电泳的特点217

11.9.5 铝材彩色消光电泳工艺的优越性217

参考文献218

第12章 铝材的静电喷涂219

12.1 静电喷涂原理219

12.1.1 粉末静电喷涂原理219

12.1.2 液相静电喷涂原理220

12.2 粉末静电喷涂221

12.2.1 粉末涂料概述221

12.2.2 粉末静电喷涂涂装工艺流程223

12.2.3 粉末静电喷涂涂装主要设备224

12.2.4 影响粉末静电喷涂涂装的主要因素227

12.2.5 铝材粉末静电涂装产品质量要求230

12.2.6 粉末静电喷涂产品常见缺陷及防治措施231

12.3 粉末静电涂装图纹处理技术及其应用233

12.3.1 热转印用粉末涂料的组成234

12.3.2 热转印图纹底粉喷涂的品质要求234

12.3.3 热转印图纹生产工艺流程234

12.3.4 热转印图纹铝材常见品质缺陷及预防措施235

12.4 液相静电喷涂235

12.4.1 液相涂料235

12.4.2 液相静电喷涂主要设备236

12.4.3 影响液相静电涂装的主要因素237

12.4.4 液相涂装的工艺控制要点238

12.4.5 涂膜厚度与工艺参数的关系240

12.4.6 氟碳涂层的相关指标和品质标准241

12.4.7 液相喷涂产品常见缺陷及预防措施242

12.4.8 液相喷涂涂膜综合性能的控制方法243

参考文献244

第13章 铝卷材的辊涂246

13.1 概述246

13.1.1 辊涂目的246

13.1.2 辊涂原理247

13.1.3 辊涂常用涂料247

13.1.4 铝卷材辊涂的发展方向249

13.2 铝卷材辊涂工艺250

13.2.1 开卷250

13.2.2 预处理251

13.2.3 辊涂256

13.2.4 烘烤固化和冷却259

13.2.5 收卷262

13.3 影响铝卷材辊涂品质的主要因素263

13.3.1 铝基材品质263

13.3.2 涂料施工性能263

13.3.3 涂料粘度变化的影响263

13.3.4 涂料中颜料粒度的影响264

13.3.5 不同材质的涂装辊及涂装辊品质的影响264

13.4 铝卷材辊涂的品质要求266

13.4.1 性能指标266

13.4.2 外观品质267

13.4.3 常见缺陷及其处理267

参考文献270

第14章 铝表面处理膜的性能及检测271

14.1 铝阳极氧化膜的性能及检测271

14.1.1 外观，颜色和色差273

14.1.2 阳极氧化膜厚度275

14.1.3 阳极氧化膜封孔品质277

14.1.4 耐腐蚀性和耐候性279

14.1.5 膜的硬度和耐磨性280

14.1.6 其他性能281

14.2 阳极氧化复合膜的性能及检测282

14.2.1 外观、颜色、光泽、膜厚、硬度、耐磨性和附着性285

14.2.2 耐腐蚀性286

14.2.3 耐候性287

14.2.4 其他物理和化学性能287

14.3 有机聚合物喷涂膜的性能及检测287

14.3.1 外观（颜色、光泽）、膜厚和附着性290

14.3.2 硬度和耐磨性及测定290

14.3.3 耐腐蚀性291

14.3.4 耐候性291

14.3.5 耐冲击性、抗杯突性和抗弯曲性292

14.3.6 耐溶剂性292

参考文献292

第15章 铝阳极氧化膜的缺陷及防治294

15.1 概述294

15.2 铝合金冶金因素对于阳极氧化膜缺陷的影响295

15.2.1 不同铝合金的阳极氧化适应性295

15.2.2 铝合金合金化元素的影响297

15.2.3 铝合金组织结构的影响298

15.3 铝合金阳极氧化工艺因素对于缺陷的影响298

15.3.1 表面预处理的影响298

15.3.2 阳极氧化各工序的影响300

15.4 阳极氧化工艺的注意事项304

参考文献306

第16章 铝表面处理的卫生、安全和环保308

16.1 铝表面处理安全与卫生308

16.1.1 铝表面处理安全与卫生基础知识308

16.1.2 铝材阳极氧化、电泳的安全与卫生310

16.1.3 铝材粉末静电喷涂的安全与卫生312

16.1.4 铝材液相静电喷涂的安全与卫生315

16.2 废水排放标准315

16.3 废水废液处理常用化学药品316

16.3.1 中和剂316

16.3.2 絮凝剂317

16.4 阳极氧化工厂废水废液的处理318

16.4.1 阳极氧化废水处理的原理与设备318

16.4.2 阳极氧化废水处理工艺320

16.5 电泳涂装废水的处理322

16.6 喷涂前处理中铬酸盐废水废液的处理323

16.7 铝材表面处理生产中的废气处理324

16.8 废水废液处理的新技术思路326

参考文献327

附录328

1．铝合金表面处理术语的中英文对照和释义328

2．铝表面处理膜的性能和检测的国家标准337