鋁及鋁合金制品表面處理工藝淺析

宋篪

遼寧省檢驗檢測認證中心 遼寧省產品質量監督檢驗院 沈陽 110014

引言

鋁及鋁合金在五金行業的應用非常廣泛，它們被用于制造各種五金部件和產品，如建筑五金、裝飾五金、家具五金及汽車五金等領域[1-2]，然而，鋁及鋁合金的表面硬度較低，容易受到外界環境的侵蝕和損傷，因此需要進行表面處理以提高其性能。表面處理不僅可以增強鋁及鋁合金的耐腐蝕性、耐磨性和抗疲勞性，還可以改善其外觀質量，滿足不同應用場景的裝飾性要求。隨著科技的不斷進步和人們對生活質量要求的提高，鋁及鋁合金制品的表面處理工藝也在不斷發展和完善。本文將對鋁及鋁合金制品的表面處理工藝進行淺析，旨在為五金行業的從業者提供參考和借鑒，推動鋁及鋁合金表面處理技術的發展和應用。

1 鋁及鋁合金表面處理工藝

1.1 噴砂處理

噴砂處理的原理是借助高速流動的磨料的沖擊作用對鋁及鋁合金表面實現清理的過程，噴砂處理能夠使得表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，改善其機械性能，提高抗疲勞性，增加表面與后續裝飾性鍍膜之間的附著力，延長涂膜的耐久性，也有利于表面有機涂層的自流平，提高涂層的裝飾性[3]。噴砂處理還可以清洗和去除鋁合金表面的毛刺、飛邊和應力，同時改變其粗糙度，達到光飾效果。在某些產品上，噴砂工藝還可以形成一種啞光珍珠銀面的效果，給金屬材質表面帶來更多的細微啞面觸感。

1.2 拋光處理

拋光處理是指利用機械、化學或電化學中的一種或多種方法，降低鋁及鋁合金表面的微觀粗糙度，以獲得光亮、平整的表面。當前主要的拋光工藝有機械拋光、化學拋光、電解拋光。

(1)機械拋光：主要借助于油石條、羊毛輪和砂紙等工具的切削作用去除表面凸起部分，以獲得光潔表面。如果對于表面光潔度有特殊的要求，則可以借助于特殊的研磨工具，采用超精研拋方法。這種方法可以有效地降低鋁合金表面的粗糙度，使其變得平滑，并可以達到鏡面效果。

(2)化學拋光：將鋁合金置于化學介質中，使微觀凸起部分優先溶解，從而獲得平滑表面。這種方法不需要復雜設備，適用于形狀復雜的鋁合金件，且可以同時處理多個件，效率較高。當鋁及鋁合金表面需要進行電鍍或化學鍍膜時則需要進行化學拋光，也可以用于消除鋁型材表面的氧化鋁。

(3)電解拋光：電解拋光主要利用電化學反應原理，以鋁及鋁合金為陽極，不溶性金屬為陰極，在特制的電解槽中通入直流電，溶解掉陽極上的氧化鋁，從而使得鋁制品表面恢復光澤。電解拋光過程分為宏觀整平溶解和微光平整陽極極化兩個步驟，可以消除陰極反應的影響，獲得更為平整的表面。

1.3 拉絲

拉絲處理是一種重要的表面處理技術，通過特定的工藝和設備，使鋁及鋁合金表面形成具有特定紋理和光澤的線條，增強其裝飾性和質感。

(1)拉絲處理原理：鋁及鋁合金的拉絲處理是利用砂紙、鋼絲刷等工具，通過摩擦和刮削的方式，使鋁及鋁合金表面形成一系列的平行線條。這些線條可以呈現出不同的紋理和光澤，從而滿足不同的裝飾需求。

(2)拉絲處理分類：根據工藝和設備的不同，鋁及鋁合金的拉絲處理可以分為多種類型，如直紋拉絲、亂紋拉絲、旋紋拉絲等。其中，直紋拉絲是最常見的一種，其線條清晰、規整，具有良好的裝飾效果。

(3)拉絲處理工藝：鋁及鋁合金的拉絲處理工藝一般包括以下幾個步驟：材料準備、表面清潔、拉絲操作、后處理等。在材料準備階段，需要選擇適合的鋁及鋁合金材料，并進行必要的切割和加工。在表面清潔階段，需要清除材料表面的油污、氧化物等雜質，以保證拉絲效果。在拉絲操作階段，需要選擇合適的工具和工藝參數，對材料表面進行摩擦和刮削。在后處理階段，需要對拉絲后的表面進行清潔、拋光等處理，以獲得所需的表面效果。

(4)拉絲處理應用：鋁及鋁合金的拉絲處理在五金行業中有著廣泛的應用，如鋁合金門窗、鋁合金裝飾板、鋁合金家具等。通過拉絲處理，不僅可以增強鋁及鋁合金的裝飾性和質感，還可以提高其耐磨性、耐腐蝕性等性能，延長使用壽命。

1.4 陽極氧化

陽極氧化處理是通過電化學方法在鋁及鋁合金表面形成一層氧化膜，以提高其耐腐蝕性能，改善表面的耐磨能力，增強表面的絕緣性，提升外觀裝飾性。

(1)陽極氧化原理：陽極氧化是一種電化學過程，利用鋁及鋁合金作為陽極，在電解質溶液中進行氧化反應。在陽極氧化的過程中，表面會形成一層致密的氧化膜，該氧化膜具有較高的硬度和耐腐蝕性，能夠有效地保護基材不受外界環境的侵蝕和損傷。

(2)陽極氧化分類：依據陽極氧化所用電解質溶液的不同，陽極氧化分為硫酸陽極氧化、鉻酸陽極氧化、草酸陽極氧化等多種類型。其中，硫酸陽極氧化是最常用的一種，具有工藝簡單、成本低廉、氧化膜性能優良等特點。

(3)陽極氧化工藝：主要包括以下幾個步驟：材料準備、表面清潔、陽極氧化、后處理等。在材料準備階段，需要選擇適合的鋁及鋁合金材料，并進行必要的切割和加工。在表面清潔階段，需要清除材料表面的油污、氧化物等雜質，以保證陽極氧化的效果。在陽極氧化階段，需要選擇合適的電解質溶液、電流密度等工藝參數，進行電化學氧化反應。在后處理階段，需要對氧化后的表面進行清洗、封孔等處理，以獲得所需的表面效果。

(4)陽極氧化應用：鋁陽極氧化在五金行業中的應用主要體現在提高鋁及鋁合金制品的耐腐蝕性、耐磨性和裝飾性等方面。這些優勢使得鋁陽極氧化技術成為五金行業中鋁制品表面處理的重要選擇之一。

2 結論

鋁及鋁合金表面處理在五金行業中扮演著至關重要的角色。由于其優異的物理和化學特性，鋁及鋁合金在五金行業中得到了廣泛應用。然而，為了進一步提高其性能、延長使用壽命并增強裝飾效果，表面處理成為了不可或缺的一環。

其次，鋁及鋁合金表面處理工藝種類繁多，每種工藝都有其獨特的特點和應用范圍。噴砂處理、拋光處理、拉絲處理及陽極氧化都能夠有效地改善鋁及鋁合金的表面質量，提高其耐腐蝕性、耐磨性和裝飾性。選擇何種工藝取決于鋁及鋁合金制品的應用場景和性能需求。

此外，表面處理工藝對鋁及鋁合金的性能有著顯著的影響。通過合理的表面處理，可以顯著提高鋁及鋁合金的耐腐蝕性，延長其使用壽命。同時，表面處理還能夠增強涂層附著力，為后續的涂裝、噴涂等工藝提供更好的基礎。此外，表面處理還能夠賦予鋁及鋁合金獨特的外觀和質感，滿足不同的裝飾性要求。

最后，隨著科技的不斷進步和人們對生活質量要求的提高，鋁及鋁合金表面處理工藝也在不斷發展和完善。未來，我們可以期待更加環保、高效、節能的表面處理工藝的出現，為鋁及鋁合金在五金行業中的應用提供更廣闊的前景。