壓鑄鋁合金陽極氧化染色工藝

壓鑄鋁合金制品陽極氧化工藝染色工藝的開發(fā)相對于普通鋁材的氧化染色工藝難度較大，是因為壓鑄件的表面性狀比較復(fù)雜，沙孔，裂紋，氧化雜質(zhì)，離型劑，油污等不良是表面處理工藝常常無法解決的問題，克服這種難題必須從壓鑄的材質(zhì)工藝入手，開發(fā)適用范圍廣且穩(wěn)定的表面處理才能克服這一問題，我們通過大量的試樣，已經(jīng)開發(fā)出壓鑄鋁合金制品光亮化，陽極處理彩色化解決方案，以協(xié)助客戶提升產(chǎn)品的競爭力和提升產(chǎn)品的附加值！

一、壓鑄材料的選擇

常用壓鑄造鋁有鋁銅、鋁鎂、鋁鋅合金。有人試圖使用純鋁及成分接近6063的材料進(jìn)行壓鑄品的生產(chǎn)，而后做硫酸陽極氧化工藝處理，經(jīng)小批量的生產(chǎn)表明：壓鑄件經(jīng)過復(fù)雜的陽極處理，其氧化膜層膜層無色透明，表面光潔度可達(dá)到鏡面狀態(tài)可以染出各種顏色;但壓鑄生產(chǎn)薄壁，結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜的零件，其裂紋的現(xiàn)象是一直有存在，幾乎無法再做表面處理;

ADC12/ADC10做為成熟的壓鑄鋁合金，壓鑄的缺陷相對較少，產(chǎn)品的性能比較穩(wěn)定，加之我們開發(fā)出壓鑄鋁合金化學(xué)拋光藥劑，是特別適合壓鑄件陽極氧化前處理工藝，使ADC12/ADC10染色成為可能，適合染各種顏色。特別是標(biāo)準(zhǔn)的ADC10材質(zhì)的壓鑄件經(jīng)過化學(xué)拋光可達(dá)鏡面效果，ADC12有很好的機(jī)械加工性但導(dǎo)熱系數(shù)低！ADC10比ADC12要好、但成本要高！其實ADC10就是A380而ADC12就是A383。（ADC12相當(dāng)于中國國產(chǎn)的合金代號YL113，合號是YZAlSi11Cu3，美國合號是383，）ADC10的鑄造性、耐壓性好，適于制造大型壓鑄件。其力學(xué)性能和切削性好，但耐蝕性稍差。ADC12與ADC10比較，含Si量多，前者9.6%～12.0%，后者7.5%～9.5%，前者的成分在共晶點左右，合金的流動性較好，所以適于壓鑄復(fù)雜鑄件，它的強(qiáng)度高，耐壓性好，熱脆性小。ADC12/ADC10含硅含銅量很高，使用普通硫酸電解氧化工藝偏暗且有灰。認(rèn)為影響外觀質(zhì)量的主要因素是銅、硅、鉻、鐵、鋅、錳等金屬元素，這些金屬元素在鋁材中的含量越少，經(jīng)陽極氧化后的光潔亮度就越好，反之就越差。其實適量的增加銅及硅的成份不僅改善壓鑄的缺陷，而且會增加表面的光澤，改善結(jié)晶的細(xì)度材質(zhì)的均一性，利于表面處理，鋅鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑其應(yīng)嚴(yán)格控制不益過高，否則增加陽極氧化的難度；

當(dāng)然合理的選擇壓鑄離型劑及壓鑄成型的工藝參數(shù)，是壓鑄件進(jìn)行陽極氧化染色的必要條件。

二、前處理工藝

1、拋光及整平：采用機(jī)械拋光方法，可用布輪粗拋或精拋，噴砂或振動研磨，磁力研磨，得到平整光亮的外表。也有廠家使用高壓裝置將清洗水與玻璃砂噴射到產(chǎn)品的表面，達(dá)到清洗與精整的目的，成效顯著。

2、除蠟：拋光后的工件在專用清洗劑中擦洗除去工件表面的拋光膏及拋光污物，同時也洗去了工件非拋附著的各種油污。

HTL-210 20-50 g/L TEMP: 50-65 ℃ Time: 3-10min

3、脫脂除油堿蝕：除去工件表面氧化皮，離型劑，防止化拋后產(chǎn)品發(fā)花結(jié)垢；

除油：HTL-310 20-25 g/L TEMP: RT Time: 3-10min

弱蝕：HTL-310 50-60 g/L TEMP: 60-75 ℃ Time: 3-5min

4、中和：除黑灰

HNO3(68％) 300-500ml/L HTL-320 30-50 g/L TEMP: RT Time: 1-3min

反應(yīng)機(jī)理：弱蝕后工件生成一層黑膜，此工序可去除黑灰

5、予浸 HTL-328 原液使用 TEMP: <40 ℃ Time: 1-3min

完全去除工件表面黑膜，露出光潔鋁表面，防止雜質(zhì)臟污進(jìn)入化拋槽

4、化學(xué)拋光（與三酸拋光比較低黃煙易控制）

HNO3(68％) 650-800ml/L HTL-330 120-150 g/L TEMP: 90-95 ℃ Time: 1-3min

增加光亮度，降低鋁之外的其他成分，便于氧化著色

三、陽極氧化工藝：

1.本色陽極氧化工藝:

H2SO4 40-45g／L

H3BO3 8-10g

HTL-360 20-30 g/L TEMP: 20 -25℃電流密度 (A/dm2) 2.5 Time: 20-30min

2.硫酸型陽極氧化工藝：

硫酸 (H2SO4 ) 160-200g／L

HTL-350 5-10 g/L

鋁離子：5≥ AL3 <20g／L

TEMP: 8-20 ℃電流密度 (A/dm2) 1-2.5 Time:15-60min

陰極材料：純鋁或鋁錫合金板

陰極面積比陽極面積： 1．5：1

攪拌：壓縮空氣攪拌

電源：直流電

各工藝參數(shù)調(diào)整，現(xiàn)對影響氧化膜質(zhì)量的諸參數(shù)做如下說明：

(1)硫酸濃度：使用濃度較高的硫酸溶液進(jìn)行氧化時，初始階段由于氧化膜的生長速度較大，氧化膜的孔隙率高，因此易染色，所以要用硫酸的上限之值。

(2)溫度 ：染淺色控制在 8-13 ℃ 時獲得的氧化膜致密耐磨不易變暗 ，15-20 ℃時 成膜速度快，吸附性能好適合染黑色。

(3)隨著 電流密度的增加，氧化膜的孔隙亦增多，易于染色；電流密度減小，膜的生長速度減小 ，膜層較致密 ，不易染色電流密度可以設(shè)置為 1-2A/dm2 。但壓鑄件電流密度不宜過高，起始電壓應(yīng)小于12v,且需要恒壓處理

(4)時間：染淺色氧化時間為 15-20min，染黑色氧化時間為 45-60min。

(5)雜質(zhì) ：一般用濾紙或微孔管過濾機(jī)過濾排除。

(6)電解液混濁度：必須注意前處理及清洗 ，并及時過濾。

四、染色工藝 ：

1、染黑色工藝規(guī)范是：

亮黑： 419# 14g／L TEMP: 55-60 ℃ Time: 30min

或BK50

黑灰： 415# 15g／L TEMP: 55-60 ℃ Time: 10-20min

五、封孔工藝：

封孔劑： DX500 5-6g／L TEMP: 90-100 ℃ Time: 10-20min

壓鑄鋁陽極氧化工藝從十多年前只能染黑色產(chǎn)品到現(xiàn)在可以染各種顏色，也可以形成高耐磨高耐蝕的各色鈍化膜層，我們經(jīng)過了很多曲折的探索，開發(fā)了適于壓鑄鋁件陽極氧化染色的技術(shù)方案與工藝得以推廣，愿得到各位的認(rèn)可與支持,謝謝合作！

鋁材對陽極氧化的影響

工業(yè)中使用的鋁合金有兩大類，即變形鋁合金和鑄造鋁合金。

1、 變形鋁合金  不同牌號的變形鋁合金具有不同的成分、熱處理工藝和相應(yīng)的加工形態(tài)，因此它們分別具有不同的陽極氧化特性。按照鋁合金系，從強(qiáng)度1xxx系純鋁到強(qiáng)度7xxx系鋁鋅鎂合金。      

1xxx系鋁合金又稱“純鋁”,一般不用于硬質(zhì)陽極氧化。但在光亮陽極氧化和保護(hù)性陽極氧化具有很好的特性。  　2xxx系鋁合金又稱“鋁銅鎂合金”，由于合金中的Al-Cu金屬間化合物在陽極氧化時易溶解，因此難以生成致密的陽極氧化膜，在保護(hù)性陽極氧化時，其耐腐蝕性更差，因此此系列的鋁合金不易陽極氧化。      

3xxx系鋁合金又稱“鋁錳合金”，不會使陽極氧化膜的耐腐蝕性下降，但是由于Al-Mn金屬間化合物質(zhì)點，會使陽極氧化膜呈現(xiàn)灰色或灰褐色。

4xxx系鋁合金又稱“鋁硅合金”，由于此合金含有硅成分，會使陽極氧化膜呈灰色，硅含量越高，顏色越深。因此也不易陽極氧化。      

5xxx系鋁合金又稱“鋁美合金”，是一種用途較廣的鋁合金系，耐蝕性也好，可焊性也好。此系列鋁合金可以陽極氧化，如果鎂含量偏高時，其光亮度不夠。典型的鋁合號：5052。      　　

6xxx系鋁合金又稱“鋁鎂硅合金”，在工程應(yīng)用尤為重要，主要用于擠壓型材，此系列合金可以做陽極氧化，典型的牌號：6063，6463（主要適用于光亮陽極氧化）。強(qiáng)度高的6061和6082合金的陽極氧化膜不能超過10μm，否則會使陽極氧化膜呈現(xiàn)淺灰色或黃灰色，其耐腐蝕性也明顯低于6063和6463。

2、鑄造鋁合金。鑄造鋁合金和壓鑄件一般含有較高的硅含量，陽極氧化膜都是呈深色的，不可能得到無色透明的氧化膜，隨著硅含量的增加，陽極氧化膜的顏色從淺灰色到深灰色直至黑灰色。因此鑄造鋁合金不適合于陽極氧化。

鋁合金的硬質(zhì)陽極氧化

鋁合金的陽極氧化是十分通用的鋁表面處理方法，其能在鋁表面生成一層致密的陽極氧化膜，用以保護(hù)鋁基體，并獲得耐蝕性、耐磨性以及不導(dǎo)電等特性。而鋁合金陽極氧化中還有一種硬質(zhì)陽極氧化，它有什么特點呢？和普通的陽極氧化又有什么區(qū)別呢？

1.硬質(zhì)氧化膜的特點

鋁合金硬質(zhì)陽極氧化的前處理和普通的陽極氧化沒有太大差別，除油、堿蝕或者使用ht431無煙兩酸拋光劑等進(jìn)行化拋都沒有問題。但是其生成的氧化膜和普通氧化膜相比具有以下特點：氧化膜比較厚（一般厚度不小于25um）、硬度比較高（大于350HV）、耐磨性較好、空隙率較低、耐擊穿電壓較高，而表面平整性可能顯得稍差一點。

2.硬質(zhì)陽極氧化的工藝特點

硬質(zhì)陽極氧化和普通氧化的原理、設(shè)備、工藝和檢測等各方面沒有本質(zhì)的區(qū)別。硬質(zhì)氧化設(shè)法降低氧化膜的溶解性，主要特點為：

a.槽液溫度較低（普通20度左右，硬質(zhì)5度以下），一般情況下溫度低生成的氧化膜硬度高。且由于低溫的環(huán)境，硬質(zhì)氧化基本不會像普通陽極氧化那樣，需要用ht402氧化槽酸霧控制酸霧產(chǎn)生，即便溶液中發(fā)生反應(yīng)也不會產(chǎn)生酸霧。

b.槽液濃度低（普通硫酸濃度20%，硬質(zhì)15%以下），濃度低對膜溶解性小

c.槽液里添加有有機(jī)酸，硫酸里面加草酸或者酒石酸等

d.外加電壓、電流