铝合金材料，在汽车行业的应用越来越广泛，不仅顺应了当前汽车电动化、轻量化、节能化的潮流，而且具有成型温度低、加工性能好、可锻性和可塑性优良等优点，同时易于回收再利用，具有较高的环保优势和成本效益。为了使铝合金材料与汽车涂装工艺更好地融合、保障产品质量与驾乘安全，掌握好车用铝合金的表面处理技术尤为重要。其常见的表面处理技术有钝化、阳极氧化、有机涂层等。

1. 钝化

铝合金钝化是通过将基材浸入钝化液中发生化学反应，在表面形成一层致密、连续、牢固、均匀的氧化膜，提高基材的抗腐蚀性能。常用的钝化工艺主要包含除油、超声波清洗、活化、钝化等几个步骤。钝化处理无需外部电源和特殊夹具，不受尺寸限制，生产率高，处理成本低，对于需要处理大量复杂结构和零部件的造车行业而言是理想的选择。

影响钝化性能的主要影响因素有：①钝化剂的成分。目前用于铝合金钝化的钝化剂主要分为铬酸盐钝化和无铬钝化，防腐性能通常为：六价铬钝化>三价铬钝化>无铬钝化。通常情况下，氧化铬的浓度越高，钝化层的厚度越大，防腐性能和耐磨性能越好。虽然六价铬钝化的质量最好，但是因环保要求，现在主要采用三价铬钝化和无铬钝化。无铬钝化则包括锆钛处理、硅烷处理、钴盐钝化、高锰酸盐钝化、稀土钝化等，其防腐性能也比铬酸盐钝化逊色很多。虽然出于环保，很多地区要求使用无铬钝化，但目前无铬钝化还不能完全代替铬酸盐钝化，这需要在实际设计生产中进行考虑。②钝化工艺。温度、pH值等工艺参数以及活化工序、除灰工序、二次钝化等，对产品的防腐性能均有影响。③铝合金的成分。合金元素（尤其是铜、硅元素）含量不同，钝化过程中形成钝化膜的厚度和致密度也不同，防腐性能也有很大差异，通常纯度越高钝化效果越好。

2. 阳极氧化

阳极氧化是一种电解氧化过程，当铝合金作为阳极放入含有酸或盐的电解液中并通入直流电源时，会发生电化学反应形成氧化铝，表面转化成一层氧化膜。氧化膜的厚度、致密性和硬度都可以根据电流密度、时间、电解质类型、浓度等进行调整。这层氧化膜与基体金属结合十分牢固，具有良好的耐蚀性、装饰性、耐磨性、电绝缘性，可以获得多种应用。

通过调整电解参数，可以对阳极氧化氧化膜的厚度进行控制，从几微米到几百微米不等；而钝化膜的厚度则较难控制，一般在0.5~3 μm之间，这也是阳极氧化相较于钝化的一大优势。阳极氧化的防腐性能、硬度和绝缘性一般都要优于钝化，阳极氧化还可通过后续有机颜料染色或无机盐电解来改变氧化膜的颜色，实现多种颜色效果。

车用铝合金阳极氧化一般可分为装饰性阳极氧化和功能性阳极氧化。装饰性阳极氧化广泛应用于车窗饰条、踏步饰条、车顶行李架等部件，外观和防腐性能比较好。功能性阳极氧化形成的氧化膜镀层比较厚，具有硬度高、耐磨、耐热等优点，可以用于制动系统零部件。

3. 有机涂层

有机涂层也是汽车铝合金广泛使用的表面处理方式之一，常用的有电泳和喷涂。

电泳是在直流电场作用下，带电荷的涂料离子移动到阴极并与阴极表面所产生的碱性作用形成不溶解物，沉积于铝合金表面，形成连续致密的涂装保护膜。电泳可以改善铝合金表面的光泽度、颜色以及防腐性能，广泛应用于车身结构件和覆盖件以及汽车零件上，如全铝车身、一体压铸等。而汽车车身防腐涂层主要采用电泳工艺，车身材料一般比较复杂，有各种牌号的钢板、热成型钢板、镀锌钢板、铝合金等，因此对于整车厂，车身电泳的工艺要适用于各种材料。在电泳之前，需要把金属零件表面所附着的各种异物（如油污、灰尘等）去除，提供适合于电泳要求的良好基底，增强电泳附着力。电泳之前的预处理工艺因此就显得非常重要，预处理一般包括脱脂、表调、磷化、钝化等工艺。因此车身电泳前处理要根据铝合金材料使用比例适当的调整。

喷涂是将粉末或液态漆等涂料均匀地喷涂在铝合金表面，形成一层保护膜。汽车铝合金喷涂工艺主要用于防腐要求和外观要求比较高的零件上，应用最多的是铝车轮。

影响铝合金电泳和喷涂工艺的主要因素包括：①预处理；②电泳或喷涂工艺参数；③铝合金成分和表面状态。

4. 其他表面处理工艺

除了钝化、阳极氧化和有机涂层外，车用铝合金常用的表面处理工艺还有喷砂、抛光、拉丝等。

喷砂是利用高速砂流冲击铝合金表面，从而清洁和粗化表面，不仅可以改善零件表面的机械性能、提高零件抗疲劳性，而且还可以增加零件表面和涂层间附着力，提升后续喷涂涂料的流平性、装饰性，主要用于基材预处理。

抛光是将铝合金浸入抛光液中发生化学反应，氧化膜的不断生成、溶解使零件表面被整平，达到高度光滑和光泽的外观。抛光除了能得到物理、化学清洁度的表面，达到理想的外观要求外，还能除去铝合金表面的机械损伤层和应力层，得到机械清洁度的表面，有利于防止零件的局部腐蚀，提高机械强度、延长零件使用寿命。抛光和钝化都是铝合金常用的表面处理技术，但作用和目的不同。抛光可以提高表面的光滑度和减少粗糙度，通常用于改善外观或减少摩擦；钝化可以提高零件的防腐性能，通过在金属表面形成保护层来延迟金属的腐蚀。

拉丝工艺主要汽车装饰条上，通过拉伸铝及铝合金材料使其表面形成细小的丝状物。拉丝纹路可以根据造型设计变化，一般可以做到每根细纹的纹路都清晰可见，以达到改变外观的目的，提高汽车饰件的质感和高档感。

参考文献：张菊香等, 2024(第21届)车用涂料与涂装年会论文集, 71-73.