金属“腐蚀”之美：阳极氧化工艺
发布时间:
2025-08-01 15:10
阳极氧化是一种金属表面处理工艺，主要应用于铝以及铝合金，其中铝及铝合金的阳极氧化工艺最为广泛，例如色彩繁多的充电宝外壳，人们熟知的苹果公司系列产品，如iPhone5、5S、iPhone7等机身外壳，都使用了铝材质的金属+阳极氧化工艺。
阳极氧化工艺的优点是使金属产品兼具轻便性、耐用性等，在着色的同时不失去金属质感，不掉色，使用寿命长。表面还能做出多种效果和纹理。
示意图，左为光面效果，右为磨砂效果
那么“阳极氧化”的原理是什么呢？
阳极氧化是将铝及其合金等金属置入酸性电解质溶液中，通过直流电，使金属表面生成氧化膜的过程。通俗一点说，就是经过技术员的精心操控，让金属表面“腐蚀”，从而产生“阳极氧化膜”。
金属在自然环境中，会产生一层自然氧化膜，这种自然氧化膜对于工业加工来说，并无多大用处。但是金属经过阳极氧化处理后，表面会形成一层“阳极氧化膜”，此膜层可以极大提高金属性能。
（阳极氧化层微观示意图）
拿铝合金举例，其优点是加工性能好、比强度高等，但其缺点是：硬度低、耐磨性较差、熔点较低，使用温度不能超过200°…这些缺点限制了铝及铝合金的加工及使用。
但经阳极氧化处理后的铝合金，极大增加了耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性、绝热性等。
阳极氧化处理后的效果按颜色可分为：本色阳极氧化、单色阳极氧化、双色阳极氧化、渐变色阳极氧化等；按表面光泽可分为：纹理和光面。
本色阳极氧化：顾名思义，即保持金属本色，不作着色处理的阳极氧化工艺。
单色阳极氧化：仅着一种颜色，是应用最广泛、技术最成熟的工艺。（后文会详细讲解着色工艺）
双色阳极氧化：也叫二次阳极氧化。即一种零件经两次阳极氧化，从而产生的不同颜色和光泽度。如iPhone5 的机身与后壳logo：
渐变色阳极氧化 ：是近年来逐渐流行的一种工艺，如电子烟外壳（吸烟有害健康，仅作举例） 。渐变色阳极氧是将铝合金进行阳极氧化处理后，再进行多次着色及渐变处理，从而达到想要的效果。
纹理阳极氧化：经过磨砂等工序处理，再进行阳极氧化，可以使金属产品表面达到想要的效果。
光面阳极氧化：光面又被称为“镜面”，一般在处理前后分别经过一道抛光的工序。如iPhone7的亮黑款工艺。
阳极氧化具体步骤
预处理：主要有喷砂、抛光等处理。
去污脱脂：去除工件表面的油污，方便后续加工。
碱蚀：阳极氧化之前，金属有一层自然氧化膜，此步骤就是为了去除之前的自然氧化膜。
酸洗：经过前一步骤后，表面会有一层灰白色的散灰物质，需要酸洗去除。
化学抛光：指用化学溶液浸泡工件表面，可一定程度上消除磨痕，使表面更平整。这里的抛光并非是机械抛光，虽然阳极氧化前会用机械抛光做预处理，但阳极氧化后还会配合化学或者电化学抛光，以此得到更好的表面处理效果。
再次除灰：抛光后，工件表面会由于遭受化学溶液腐蚀而变色，产生积灰，因此需要再次进行除灰处理。
阳极氧化：按需选择阳极氧化溶液，进行阳极氧化处理。目前阳极氧化溶液主要有三种：铬酸、草酸和硫酸。其中硫酸是最为常用的一种，市面约95%的阳极氧化是在硫酸中进行的，通常我们所说的“阳极氧化”，就是指“硫酸阳极氧化”。其特点是耐腐蚀、不导电、绝缘性佳、易着色等。
活化：将阳极氧化膜的孔扩大，为着色做准备。
除酸清洁：清洁前面步骤残留的酸性溶液，保证染色质量。
着色 ：主要通过电解、化学等方法。其中电解是通过电流和电解质溶液来处理氧化层，使金属材质获得不同的颜色。化学方法则是用染料给产品上色。
封孔处理：前文所说，阳极氧化膜有许多微小的孔。在完成着色后，需要将孔隙封闭起来，否则会吸附其他污染物，容易附着指纹、灰尘等，导致工件耐腐蚀性变差，影响表面美观和使用寿命等。特殊要求除外。
（阳极氧化膜微观结构图）
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