第一版前言

鋁合金的陽極氧化處理和表面涂覆技術是鋁合金擴大應用范圍、延長使用期限的關鍵，表面技術一直受到我國鋁合金材料工業的特別關注，并且已經取得巨大的技術進步和工業發展。以建筑鋁型材為例，20年來建筑鋁型材的生產從無到有，2003年產量已經達到150萬噸左右，成為世界鋁型材年產量最高的國家。隨著建筑鋁型材的生產發展，在熔鑄、擠壓、模具和表面處理等工序中，技術進步最快的當數表面處理。不論是表面處理的工藝多樣性、技術水平和產品質量，還是裝備水平都發展到一個嶄新的階段，目前與國際先進水平的差距并不很大。

我國自20世紀80年代中期，鋁型材表面處理工業從當時技術比較發達的日本和意大利等國引進開始，在引進、消化、吸收和發展的過程中，積累了豐富的工藝經驗，已經形成了龐大的工業體系。時至今日不僅掌握了建筑鋁型材各種表面技術的工藝，而且成套化學品和大部分設備都可以立足國內生產。我國的建筑鋁型材目前已經發展成以廣東南海、蘇南浙北、遼魯環渤海三個地區為中心的鋁型材生產基地，占全國產量6成以上，新工藝和新設備也基本上是從這三個地區發展起來的。從生產技術的發展水平來看，我國基本上已經擁有世界上所有建筑鋁型材表面處理的先進工藝和設備。鋁合金板材的生產以及表面處理也發展極快，建筑用鋁合金板材的噴涂和輥涂已經有了相當的規模，而且正在迅速發展之中。

為了總結20年來我國的技術發展和工藝經驗，本書希望從我國生產第一線中總結引進的新技術和消化吸收的生產實踐，同時為了反映和跟進我國近十余年中鋁合金表面處理生產工藝方面的新發展和新變化，本書增加化學轉化膜、有機高聚物涂裝、硬質陽極氧化和微弧氧化、電鍍、染色等內容，擴展與加強表面機械處理、化學清洗等方面的內容。為了今后在新的技術高度上有效地發展我國的鋁材表面處理技術，本書希望盡量客觀地介紹國外工業發展的現況和前景，力圖收集國外最新的技術信息和發展方向，以避免重復落后工藝。為了便于我國技術界和學術界深入了解國內工業現況和發展的需要，本書盡可能突出國內的工業水平和研究成果，希望能夠起到溝通和促進作用。

我國在20世紀80年代有過幾本建筑鋁型材陽極氧化和電解著色的專著，由于這個領域的技術發展和更新很快，20年來出現了許多新的內容和方向。本書盡量不重復已有的內容，避免已經過時的陳述。為此簡化了陽極氧化和電解著色方法的介紹，增加了陽極氧化膜結構和生成機理的理論描述，著重于引進技術和生產經驗的總結和評述。本書許多作者來自生產現場，注入本書以鮮活的內容，因此本書是我國近20年來該工業領域發展的工藝技術總結。

20世紀90年代以來，歐洲和日本的有關陽極氧化新的專著引進我國，布萊斯的《陽極氧化鋁的工藝學》（The Technology of Anodizing Aluminium）第二版和第三版，維爾尼克的《鋁及其合金的表面處理和精飾》（The Surface Treatment and Finishing of Aluminium and its Alloys），日本輕金屬制品協會的新版（1994）《鋁表面處理的理論和實踐》（アルミニウム表面處理の理論と實務），川合慧的《鋁電解著色技術及其應用》（アルミニウム電解カラー技術とその應用）和佐藤敏彥等的《鋁陽極氧化新理論》（新アルマイト理論）等著作充實和補充了原有的技術信息和理論觀點。同期有關鋁表面處理的國際會議和國內外期刊都發表了不少文章，我國大批管理和技術人員走出國門實地考察，也提供了鋁的陽極氧化及表面處理的最新信息，本書吸收了這方面的內容。我國“七五”重點科技攻關專題“建筑鋁型材表面處理技術和陽極氧化工藝的研究”的部分研究成果及其在生產實踐中形成的主要觀點也已包括在本書之中。

本書共分14章，由朱祖芳安排全書的章節和內容，組織有關人員編寫，在成文完稿之前與各章編撰人至少經過兩個循環的研究討論，完稿之后再由朱祖芳統一術語和審校內容。各章的主要內容以及執筆撰寫人員如下。

第1章　引論　扼要介紹鋁的特點及鋁的腐蝕行為和腐蝕形態，鋁合金系及其陽極氧化的適應性。概述鋁合金的各種表面處理技術（陽極氧化、化學轉化、涂裝、電鍍和琺瑯等）以及相應的表面膜層的特點。本章由朱祖芳執筆。

第2章　表面機械處理　介紹鋁合金的表面機械處理，包括拋光、磨光、噴砂、掃紋等各種表面機械處理和機械預處理的工藝特點和設備配置。本章由施瑞祥執筆。

第3章　化學拋光和電化學拋光　介紹各種化學拋光和電化學拋光槽液、工藝以及注意事項，本章內容以收集意大利等歐洲國家的技術并結合我國實踐為主。本章由汪平執筆。

第4章　化學清洗和浸蝕　作為化學預處理是陽極氧化生產不可缺少的工藝環節，本章內容主要取材于歐洲的建筑鋁型材陽極氧化生產的化學預處理工業技術現況，同時也注意結合我國的生產實踐。本章由周軍強執筆。

第5章　化學轉化處理　介紹鋁合金鉻化、磷鉻化以及無鉻化學轉化處理的工藝技術、工業現況和發展趨勢，化學轉化膜作為聚合物涂層的底層的技術要求，內容主要取材于歐洲的技術發展。本章由朱祖芳執筆。

第6章　陽極氧化與陽極氧化膜　介紹壁壘型和多孔型陽極氧化膜的陽極氧化規律和多孔膜的結構特點，理論性論述有助于對于工藝的認識與理解。本章由朱祖芳執筆。

第7章　陽極氧化工藝　以較多篇幅介紹建筑鋁型材陽極氧化工藝技術的實際操作和注意事項，重點放在應用最廣泛的建筑鋁型材硫酸陽極氧化工藝。本章由蔡錫昌執筆。

第8章　硬質陽極氧化和微弧氧化　是工程用的陽極氧化技術。本章敘述硬質陽極氧化的工藝發展、技術要求和現況，簡單介紹近年發展的硬質表面膜形成新工藝——微弧氧化的特點、工藝和技術前景。本章由朱祖芳執筆。

第9章　陽極氧化膜的電解著色　作為建筑鋁合金應用最廣泛的工業化著色技術，有大量專利申請，理論研究相對滯后。本章著重介紹工業化的錫鹽、鎳鹽以及其他鹽的電解著色的工藝特點和進展，對于直流與交流著色的技術發展和特點作了比較，尤其側重于引進的電解著色工藝。本章由朱祖芳執筆。

第10章　陽極氧化膜的染色　具體介紹鋁陽極氧化膜的染色工藝，較多收集和總結國內的槽液配方和工藝。本章由施瑞祥執筆。

第11章　陽極氧化膜的封孔　是保護與裝飾用鋁陽極氧化膜必不可少的重要措施。本章介紹國內外熱封孔、冷封孔和新發展的中溫封孔等封孔技術的發展、工藝、經驗和理論，強調我國冷封孔的工業實踐中的經驗和規范。本章由朱祖芳執筆。

第12章　有機高聚物涂裝工藝　是建筑鋁合金蓬勃發展的新興表面處理技術。本章介紹裝飾和保護用的有機高聚物涂裝技術，主要包括電泳涂裝、靜電粉末噴涂、靜電液相噴涂的裝備、工藝以及有機高聚物涂層的性能要求。本章由魏東新執筆。

第13章　鋁及其合金的電鍍　詳細介紹鋁上的電鍍槽液、工藝和操作經驗，重點在電鍍前的化學預處理方法的技術細節及其工藝比較。本章由施瑞祥執筆。

第14章　陽極氧化膜及高聚物涂層的性能與試驗方法　分別介紹鋁的陽極氧化膜和聚合物涂層的性能，有關性能檢測方法以及相關檢驗方法的我國和國際標準。本章由戴悅星執筆。

本書后有4個附錄，附錄1和附錄2分別是“我國主要變形鋁及鋁合金牌號以及主要合金化元素的成分”和“我國主要鑄造鋁合金的牌號及主要合金化元素成分”，由朱祖芳收集整理。附錄3是“鋁陽極氧化槽液的化學分析規程”，由臧慕文根據原有規程審核整理。附錄4是“鋁陽極氧化膜及高聚物涂層的性能與試驗方法的國家標準和國際標準一覽表”，由戴悅星整理編寫。

本書系工藝技術性著作，盡量收集國內外新近發表的文獻資料和引進的先進技術。本書各章作者都是在研究、開發和生產的第一線，其中一半以上章節是已經退休的資深科技人員編寫的，他們根據自身經驗、知識、觀點和理論會對本領域的技術提出很多看法和評論，這些評論應該是有益的，但是不可避免可能會存在偏頗之處，不當之處請學者、專家和廣大讀者指正，如能引起讀者的注意和批評，不僅對于本書作者有益處，對于鋁的表面處理的技術發展，乃至于生產工藝的進步都是大有好處的。

借此機會感謝日本永山政一教授引導進入鋁陽極氧化的研究領域，感謝在日本工作期間的教研室同仁田村纮基先生、高橋英明先生、金野英隆先生等的幫助。感謝中國有色金屬總公司科技部對于科技攻關和技術推廣期間給予的指導和支持。誠摯感謝本書所有編撰者的努力工作，并對編撰者所在單位的領導的支持和關懷表示衷心的謝意。

承蒙日本老一輩陽極氧化學者永山政一教授、技術專家川合慧先生和日本的高橋英明教授、金野英隆教授、田中義朗先生以及意大利的Dr. Strazzi等贈與最新資料或他們的論文和著作，這對于完成本書的寫作幫助極大，在此表示誠摯的謝意。

朱祖芳

2003年11月