阳极氧化.pdf

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1、铝合金建筑型材国标草案编制说明第二部分：GB 铝合金建筑型材 第 2 部分阳极氧化、着色型材国家标准草案编制说明1任务来源阳极氧化膜由于具有抗腐蚀、耐磨、容易着色和装饰效果好等优良性能，阳极氧化、着色处理作为我国铝合金建筑型材最早的一种表面处理方式，生产的阳极氧化、着色型材广泛应用于建筑门窗和幕墙。阳极氧化、着色型材国家标准也已修订了4 版，分别是 GB/T 5237-1985、GB/T 5237-1993（阳极氧化、着色型材部分）、GB/T 和 GB。为了使我国的阳极氧化、着色型材国家标准与国际接轨，积极采用新的技术和试验方法，删除部分不合理的试验方法，由全国有色金属标准化技术委员会提出，对

2、铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材进行修订。本次修订主要是在原标准的基础上，参考日本标准 JIS H8601-1999 和欧盟标准 QUALANOD建筑用铝表面阳极氧化膜质量标志规定制订的。2工作简况（1）2004 年 10 月 13 日在广东省佛山市金都酒店，由全国有色金属标准化技术委员会组织召开了铝合金建筑型材试验工作会议，来自全国质检、生产及相关单位共11 家 22 位代表对铝合金建筑型材表面处理的性能及试验方案进行了具体和详细的讨论，确定了铝合金阳极氧化膜型材的试验方案和专题试验大纲，确定了试验进度和试验分工。（2）在铝合金建筑型材试验工作会议的基础上，全国有色金属标准化

3、技术委员会以有色标委（2004）第 38 号发文“关于开展铝合金建筑型材试验工作的通知”，确定由国家质检中心、华南质检中心、广东兴发集团有限公司、广东坚美铝型材厂有限公司、福建省南平铝业有限公司、福建闽发铝业有限公司、深圳华加日铝业有限公司、佛山市罗南铝业有限公司等8 个单位，对铝合金型材阳极氧化膜按试验方案和专题试验大纲的要求分别进行全面试验。（3）2005 年 7 月，由全国有色金属标准化技术委员会在北京组织召开了铝合金建筑型材试验的小结会议，相关试验单位对铝合金型材阳极氧化膜专题试验进行了阶段性总结，明确未完成的试验进度及需完善的试验内容。（4）2005 年 11 月 8 日至 10 日

4、由全国有色金属标准化技术委员会在海南组织召开了铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材任务落实会，会议确定了阳极氧化型材的修订思路。（5）2006 年 4 月 6 日至 10 日在广州市华燕宾馆由全国有色金属标准化技术委员会组织召开了铝合金建筑型材试验研究报告会和铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材草案稿讨论会，来自全国 70 个单位的 120 名代表参加了会议。会议对标准草案稿进行了认真、热烈的讨论，确定了标准的主要技术指标和试验方法，并明确了标准的修订方向。3标准的制定原则、标准的主要内容说明与试验结果标准制定原则（1）本标准中主要技术指标和试验方法是参考日本标准 JI

5、S H8601-1999铝及铝合金的阳极氧化皮膜和欧盟标准 QUALANOD建筑用铝表面阳极氧化膜质量标志规定进行编制。（2）本标准的绝大部分技术指标和试验方法采用原标准的内容，修订了氧化膜的封孔质量试验2方法和指标，采用硝酸预浸的磷铬酸法试验，失重不大于40mgdm，并删除了氧化膜的滴碱试验方法和指标要求标准的主要内容说明3.2.1牌号、状态、规格和表面处理方式本标准对阳极氧化型材的表面处理方式做出规定，表1 包含以下内容：（1）阳极氧化后的氧化膜应是银白色的，多数采用硫酸溶液做电解液。对于有颜色的阳极氧化膜不适用于本标准。例如，采用草酸、酒石酸等做电解液生成的黄色氧化膜不适合采用本标准。（

6、2）规定了三种主要表面处理方式，即阳极氧化（银白色）、阳极氧化+电解着色、阳极氧化+有机着色，对于铝型材的表面预处理未规定。随着铝型材加工技术和工艺的发展，各种铝型材预处理技术和工艺层出不穷，有喷砂处理、扫纹处理、电解抛光、化学抛光、拉丝等。通过专题试验结果，不同的铝型材预处理方式对阳极氧化膜的影响很小，只要其表面处理方式符合表1 的要求，都在本标准的允许范围。3.2.2 阳极氧化膜的质量（1）阳极氧化膜的质量是本标准的强制性条款，规定了阳极氧化膜的厚度级别及要求，厚度级别分为 AA10、AA15、AA20 和 AA25 四个等级。阳极氧化的厚度是阳极氧化膜的最主要性能指标之一，直接影响阳极氧

7、化膜的耐蚀性、耐磨性等，所以作为本标准的强制条款强制执行。需要说明的是，在本条中出现的“附录 B”不是标准的强制条款，只是作为本标准的资料性附录。（2）本标准的阳极氧膜厚度级别是根据我国铝合金阳极氧化、着色型材的生产应用现状和国际贸易的需要，参考日本工业标准 JIS H8601:1999铝合金阳极氧化膜制定的。本标准中的氧化膜厚度要求及用途与国内外标准的对比见表 1。在修订本标准过程中，未将 AA10 以下的阳极氧化膜纳入本标准，有以下几方面原因：a）我国铝合金建筑型材绝大多数是门窗、幕墙型材，门窗、幕墙型材的阳极氧化膜厚度最低应达到 AA10 级，所以将 AA10 级作为最低级别，以保证标准

8、的适用性。b）日本工业标准 JIS H8601:1999铝合金阳极氧化膜中将阳极氧化膜厚度分为六级，分别为 AA3、AA5、AA6、AA10、AA15、AA20、AA25，其中 AA10 以下的阳极氧化型材主要用于厨房用具、日用品、装饰品和家电配件等，我国标准体系中将此部分内容作为一般工业用阳极氧化型材纳入GB/T8013铝及铝合金阳极氧化膜规范中。表 1 阳极氧化膜的厚度要求及用途与国外标准的对比标准类别膜厚/m，不小于氧化膜厚度级别单件平均膜单件局部膜厚厚AA10AA15AA20AA25AA3AA5AA6AA10AA15AA20AA25AAMA611建筑用阳极氧化型材A3-ClassIIA

9、4-ClassIClass5QUALANOD建筑用阳极氧化型材Class10Class15Class20Class25101520251018510152025规定了表观密度、氧化膜质量户内、外商用。高性能户外用。户内用。8121620应用举例厨房用具，日用品，家用电器，装饰品，车辆外装饰，屋内，屋外门窗等。厨房用具，船舶，屋外建筑材料，幕墙等。船舶，幕墙，门窗，机械零件。反射板、家电配件（内部）等开水壶、锅等厨房用具、水槽、洗面器等日用品、装饰品、加点配件、车辆内饰、建筑配件（室内）等厨房用品、车辆外饰、土木建筑构件（室外）、船舶用品等。阳极氧化、着色型材JISH8601 阳极氧化型材单件平

10、均膜厚的 80户外用。（3）本标准修订的阳极氧化膜厚度与欧盟、日本等标准有较好的协调性，为中国铝合金建筑型材的国际贸易提供了技术支持，消除了我国阳极氧化型材在国际贸易中的技术壁垒问题。对于阳极氧化膜厚度，铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材与国内外标准对比差异性见表1。从表 1 可知，的阳极氧化膜厚度指标完全等同于日本标准JISH8601 和欧盟标准 QUALANOD，与美国标准 AAMA611 有一定的差异性，主要是 AAMA611 规定氧化膜的表观密度和氧化膜质量。没有将氧化膜的表观密度和氧化膜质量要求纳入本标准，原因如下：a)在阳极氧化型材的国际贸易中，很少采用美国标准 AA

11、MA611，常采用日本标准 JISH8601、欧盟标准 QUALANOD 或者国家标准，在技术要求中很少要求氧化膜的表观密度和氧化膜质量要求。b)氧化膜的表观密度和氧化膜质量要求一般适用于功能性氧化膜，对于装饰用铝合金建筑型材氧化膜，常使用平均膜厚和局部膜厚来确定氧化膜厚度的均匀性，不要求氧化膜的表观密度和氧化膜质量要求。c)在氧化膜的表观密度和氧化膜质量的检测中，其检测方法相当于氧化膜厚度的质量损失法，检测方法较复杂。3.2.3 氧化膜的封孔质量本条是标准的强制性条款，规定了氧化膜的封孔质量要求，采用硝酸预浸的磷铬酸法试验，失重2不大于 40mgdm。阳极氧化膜的封孔质量，直接影响其耐腐蚀性

12、，是阳极氧化膜的最主要性能指标之一。本标准的采用了硝酸预浸的磷铬酸法试验，该试验方法是参考欧盟标准QUALANOD 制定的，非等效采用了 EN12373-7：1999铝及铝合金阳极氧化 硝酸预浸的磷铬酸浸蚀试验后按质量损失评定阳极氧化膜的封孔质量，目前采用的国家标准是GB/T铝及铝合金阳极氧化阳极氧化膜的封孔质量评定硝酸预浸的磷铬酸法。铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材的封孔质量与国内外标准对比差异性见表2。表 2 国内外标准中阳极氧化型材封孔质量及试验方法的差异项目封孔质量试验方法2失重40mgdm硝酸预浸的磷铬酸法JISH86012失重30mgdm磷铬酸法AAMA6112失重

13、40mgdm磷铬酸法QUALANOD2失重30mgdm硝酸预浸的磷铬酸法通过阳极氧化膜相关专题试验结果分析，采用硝酸预浸的磷铬酸法试验中，对于封孔不良的阳极氧化膜，硝酸预浸的影响较大，但对于封孔良好的试样，硝酸预浸的影响较小，从而提高了鉴别氧化膜封孔质量的灵敏度，与实际应用有较强的相关性。因此，本标准采用硝酸预浸的磷铬酸法作为阳极氧化膜封孔质量的检测方法是适合的。但从专题试验数据表明，经硝酸预浸的封孔质量数值高于未经硝酸预浸的封孔质量数值。经硝酸2预浸封孔质量合格的样品，其与未经硝酸预浸封孔质量的差值都在10mgdm 以内。经硝酸预浸封孔2质量不合格的样品，其与未经硝酸预浸封孔质量的差值都大于

14、10mgdm，而且以上试验数据为全国各地铝型材企业提供样品的检测数据。因此，本标准将阳极氧化膜的封孔质量采用硝酸预浸的磷铬酸2法试验，失重不大于40mgdm 是合适的，与美国标准AAMA611 规定的指标一致。经硝酸预浸与未经硝酸预浸的封孔质量试验结果对比见表3 所示。表 3 经硝酸预浸与未经硝酸预浸的封孔质量试验结果对比见未经硝酸预浸经硝酸预浸差值型材编号色泽/膜厚2 22 2(mg/dm(mg/dm)(mg/dm(mg/dm)JM9004银白JM9006JM9007JM3808JM9008JM9007JM3801AN-1-6AN-1-5AN-1-6AM-1-1AJ-1-1AL-1-1AH-

15、1-18606151611009WMF9BWMF2K89058283p8281KF21BF46B8283KEMF13银白银白银白银白银白银白AA15AA15AA20AA20AA20AA20AA20141615171618101211121213141613151113111214161113002093220020846048906K8603EMF47EMF33WMF45B02072801KLF02070840AC5895AT4033AD12311011201213201112151710121012101120232022101211143316141419AT4033113.2.4 氧化膜

16、的颜色与色差本标准规定了电解着色、有机着色的型材氧化膜的颜色偏差要求。对于电解着色和有机着色的型材，同一种颜色均有深浅的差异。由于电解着色、有机着色的型材氧化膜的颜色的特殊性，其颜色和色差应符合供需双方协商认可的实物标样要求。日本工业标准 JIS H8601:1999 铝合金阳极氧化膜、ISO7599 和欧洲 QUALANOD 标准对氧化膜的颜色偏差要求与本标准一致，美国标准 AAMA611 采用色差仪，对照标样，按AATCC 试验方法，与样色的色差不超过5DE（CMC）。在实际应用中，由于采用色差仪法检测电解着色、有机着色型材氧化膜的颜色偏差时容易受氧化膜的光泽、表面状态影响，检测数据的重现

17、性不高，因此本标准没有采用色差仪法。国内外标准中阳极氧化膜的色差要求及试验方法见表 4。表 4 国内外标准中阳极氧化膜的色差要求及试验方法项目颜色与色差试验方法颜色符合实物标样及偏差采用GB/T检查颜色、色差。JISH8601与无差异与无差异AAMA611颜色5DE色差仪，对照标样，按AATCC 试验方法QUALANOD与无差异与无差异3.2.5 氧化膜的耐蚀性本标准规定了阳极氧化膜的耐蚀性试验方法和指标要求，耐蚀性采用铜加速醋酸盐雾试验（CASS），其指标要求与日本工业标准JIS H8601:1999 铝合金阳极氧化膜 一致，美国标准AAMA611-02建筑用铝阳极氧化膜采用中性盐雾试验（N

18、SS），欧盟标准 QUALANOD建筑用铝表面阳极氧化膜质量标志规定采用乙酸盐雾试验（AASS），具体对比见表 5。表 5 国内外标准中阳极氧化膜的盐雾试验方法及要求项目试验方法要求CASS试验9 级JISH8601与无差异与无差异AAMA611ClassI:3000h 的NSS试验ClassII:1000h 的NSS试验不 多 于15个 腐 蚀 点，每 点 直 径不 大 于1mmQUALANOD1000h的AASS试验9 级由于中性盐雾试验（NSS）试验时间较长，不适合于快速检验的需要，很少使用。对于乙酸盐雾试验（AASS），主要用于考察涂层的膜下腐蚀性能，一般用于检验粉末喷涂或油漆喷涂涂层

19、的膜下腐蚀性能。据资料介绍，欧洲部分国家的检测中心或企业为实现快速检验的需要，对于阳极氧化膜均采用铜加速醋酸盐雾试验（CASS）和乙酸盐雾试验（AASS）2 种试验方法。3.2.6 氧化膜的耐蚀性本标准规定的阳极氧化膜耐磨性,反映其抗机械磨损的性能。耐磨性的性能指标和试验方法是参照日本工业标准 JIS H8601:1999铝合金阳极氧化膜制订的，但由于本标准采用的试验用砂与JISH8601 不同，所以两标准之间的耐磨性指标均不同。3.2.7 氧化膜的滴碱试验铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材中的滴碱试验是参考日本工业标准 JISH8601:1999铝合金阳极氧化膜进行修订的，但试

20、验方法略有差异，日本标准JIS H8601:1999 采用 A、B 两种方法，中的滴碱试验采用A 种试验方法。在 JIS H8601:1999 标准中，规定了 AA20 以上的阳极氧化膜不适用于滴碱试验，而采用 B 种方法即电偶耐碱试验。滴碱试验中采用目视观察汽泡法观察汽泡比较困难，因人而异，人为因素较大。滴碱试验虽能从一定程度上考察了阳极氧化膜的耐碱腐蚀性，但经十多年的实践总结，该试验方法可操作性差，试验误差大，试验结果的重现性差。由于阳极氧化膜的耐碱差，一般通过盐雾试验检验其耐腐蚀性，美国 AAMA611 标准和欧盟标准 QUALANOD都均未要求滴碱试验。因此，本标准与相比，取消了阳极氧

21、化膜的滴碱试验。3.2.8 氧化膜的耐侯性本标准规定了阳极氧化膜耐紫外光的性能。氧化膜的耐候性能主要是为了检验产品室外长久的暴露时颜色的耐久性。这种耐久性主要取决于着色方式和所使用的着色介质。由于工艺上的不同，有机着色膜的耐候性比电解着色膜色差，所以本标准规定经313B 荧光紫外灯人工加速老化试验测试，经300h 连续照射后，电解着色膜色差至少应达到 1 级，有机着色膜色差至少应达到 2 级，从性能指标上反应出两种阳极氧化着色磨的优劣。人工耐候性试验主要有氙弧灯和紫外灯加速试验两种，本标准规定氧化膜的耐候性采用313B 荧光紫外灯人工加速老化试验测试，试验方法和指标是参考日本工业标准 JIS

22、H8601:1999铝合金阳极氧化膜制定的，日本标准有人工灯和紫外灯两种试验测试方法。美国标准 AAMA611-02建筑用铝阳极氧化膜的耐候性采用弗罗里达自然耐候试验，欧盟标准 QUALANOD建筑用铝表面阳极氧化膜质量标志规定的耐候性采用耐光牢度试验。由于自然耐候试验未有相应的试验数据，相关的性能指标和试验方法需在后续的专题试验中补充。3.2.9 氧化膜的外观质量本标准规定了阳极氧化、着色型材的外观质量要求。规定距型材端头80mm 以内允许局部无膜或电灼伤的原因是型材阳极氧化时需对型材一端或两端固定，以确保型材通电良好，但在型材固定部位可能存在局部无膜或电灼伤，只要其长度在距型材端头80mm 以内，都在本标准的允许范围。4标准水平分析本标准在本标准是在原标准的基础上，参考日本标准 JIS H8601-1999 和欧盟标准 QUALANOD建筑用铝表面阳极氧化膜质量标志规定制订的，本标准的各项性能指标要求相当于日本标准，达国际先进水平。5预期效果随着强制性国家标准铝合金建筑型材 第 2 部分:阳极氧化、着色型材的实施，将进一步规范国内铝合金建筑型材市场，保证阳极氧化、着色型材质量，提高铝合金建筑型材的国际竞争力，使我国铝合金建筑型材技术标准与先进国家标准更加协调，更好地规避铝合金建筑型材的国际贸易壁垒。