什么是阳极氧化？产品设计师须知的阳极氧化工艺

什么是阳极氧化？产品设计师须知的阳极氧化工艺

作为产品设计师，产品工艺你是需要去知晓，去学习的，尤其是产品设计新人，想要晋级，这些知识是需要去尝试学习和了解的。一款产品设计想要落地，工艺和材料方面的限制是有目共睹的，设计出的产品如果不考虑以上两点，到了量产的时候无疑会出现不少问题。下面优概念工业设计为大家分享什么是阳极氧化？产品设计师须知的阳极氧化工艺及种类。

关于阳极氧化

金属的表面处理工艺有很多，常见的有粉末喷涂、电镀、蚀刻、抛光、拉丝、喷砂以及阳极氧化等。正所谓长城不是一天修成的，工艺很多，要一步步学习，今天我们主要介绍阳极氧化。

阳极氧化是十分常用也是非常基础的一门表面处理工艺，广泛应用在铝合金、钛合金以及镁合金领域。

道理都是一通继而百通，所以本次我们以最常用的铝合金领域为例。

简单来讲，铝阳极氧化可以使铝制件表面形成一层均匀，致密的氧化膜，它的化学式为Al2O3，俗名刚玉，这个名字在矿石界具有鼎鼎大名，说起它的家族，有一个大哥和一位大姐享誉全球，那就是蓝宝石和红宝石。

当然，它们都是天然形成的。

言归正传，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发，需要纠正一个错误认识：

很多人认为氧化就是给铝上色，其实不然，纯粹的阳极氧化只包括生成阳极氧化膜这样一个过程，如果需要给金属上色，需要再经过染色以及封孔。

阳极氧化种类

一般的阳极氧化膜能使产品的表面硬度达到200-300HV；如果是特种产品可以做硬质阳极氧化，它可以使产品表面硬度可达 400-1200HV，具有良好的耐磨性，因而硬质阳极氧化是航天航空领域的必用工艺，常见于传动装置。

阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处在于阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。所以以后看到有人提到Hard Anodizing，要明白这说的是硬质阳极氧化，不是一般的阳极氧化Anodizing。

还需要提一下另外一个工艺——导电氧化，别名化学氧化，它不需要通电，是纯化学反应，而阳极氧化（Anodizing）需要在高压电下进行，是一种电化学反应。

导电氧化施工时间通常只有几十秒，所以膜层很薄，厚约0.5-4μm（阳极氧化的膜厚：5-30μm；硬质阳极氧化膜厚：25-150μm），但是它可以导电。一般用来帮助铝合金防止生锈，同时起到控制电阻的作用，常用于电器元件。

工艺简介

常见的阳极氧化上色工艺一般的施工流程如下：

除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和—>阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干

（图为大型阳极氧化池）

（图为阳极氧化制件悬吊在酸液上方）

（图为小型阳极氧化槽）

材料要求

因为工艺较为复杂，所以阳极氧化对材质要求比较严格，不同的铝合金会产生不同的装饰效果。

常用的有手机行业广泛应用的6系铝（6061，6063），7系铝（7075）。

2024铝合金由于含铜量比较多一些，因此在氧化的时候，容易产生部分金斑，6061，6063，7075就不存在这个这类问题。

需要一提的是压铸铝，如A380，A365，A382 等。就目前的生产条件，它们均不能做阳极氧化，原因在于压铸铝的生产过程中，为了保证铝液拥有良好的流动性，需要添加部分硅化物，阳极氧化的溶液通常为酸类，而酸类与硅会产生特殊反应，视觉上可以看到制件表面产生黑化，这也是为什么大多数铝氧化制件都是通过CNC或者挤出成型。发散的东西可能偏向工程技术了，但设计师若要转型CMF设计的话，这些知识也需要简单了解哦。

（ps：据了解，目前业内某厂家，已经可以通过对压铸铝的改性，实现压铸铝的阳极氧化，当然成本很高，这可能是铝氧化行业的下一步洗牌前兆。ps2：仅提供思路，不接受询问）

搭配

在统一讲讲阳极氧化搭配其它工艺，可以做出那些不同的效果。

拉丝雾面本色，

拉丝亮面本色，

拉丝亮面染色，

雾面拉丝染色，

喷吵亮面本色，

喷吵雾面本色，

喷沙染色等等，

此处无图，但从字面意思，也能大概了解到效果。

最后说说关于阳极氧化的未来。

近年来阳极氧化的效果也在不停地进步，产生出了一批新型阳极氧化工艺，比如：双色氧化，渐变氧化，微弧氧化，高亮抛光氧化。

这些新工艺提升表面效果的同时，成本也有不少的提升。这些高级工艺，以后有时间也会给大家逐条解析。最后先上几张高端氧化的实物照片。

保时捷定制轮毂（双色氧化）

KEF MUO 2015限量版蓝牙音箱（渐变氧化）

iPhone7亮黑色款 （高亮抛光氧化）

齿轮 （微弧氧化MAO）

关于阳极氧化渐变色处理工艺

阳极氧化的渐变色，其核心就是在染色阶段进行了渐变色的染色。

现在有种工艺为渐变色喷涂，将含有染料的水溶性油墨喷涂在所述阳极氧化膜层上，使喷涂液的厚度成连续变化，着色完后还需要静置和水洗再封孔，但效果不是很好。

现在效果比较好的渐变阳极做法，是在着色池中控制着色时间，来进行渐变色的效果实现。因为阳极氧化后，是在金属表面形成一层氧化膜，而染料就是在染色过程中进入氧化膜的分子间隙中，染色时间越长，进入的染料越多，颜色也就染得更加深。通过计算机控制需要染色的部位在染料中停留的时间，比如逐步将工件抽离染料，就能做到均匀的渐变色效果，封孔后也就是所谓的渐变阳极工艺了。

当然，这只是某几种方法，阳极后做渐变色还有很多方法，比如银盐染色法，花样染色法，热转印染色法，因为阳极染色的机理已经被研究得很清晰了，所以很多染色工艺也慢慢开发出能够用于阳极染色的方法。

这也是为什么说，基础理论研究能推动现有工艺发展的原因。