CN102108461A

CN102108461A - 一种适合阳极氧化处理的压铸铝合金及其制备方法

Info

Publication number: CN102108461A
Application number: CN2009103121454A
Authority: CN
Inventors: 何勇
Original assignee: GUIYANG GUANGHANG CASTING CO Ltd
Current assignee: GUIYANG GUANGHANG CASTING CO Ltd
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-06-29

Abstract

本发明公开了一种适合阳极氧化处理的压铸铝合金，按重量百分比计，该铝合金成分为：Si：11～13％、Cu：0～0.1％、Mg：0～0.1％、Zn：0～0.1％、Fe：0.8～1.0％、Mn：0～0.5％，其余为AL。本发明可使阳极氧化简单、氧化效果好、膜层厚，色泽均匀的适合阳极氧化处理的压铸铝合金及其制备方法，可以克服现有技术的不足。

Description

一种适合阳极氧化处理的压铸铝合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金，特别涉及一种适合阳极氧化处理的压铸铝合金及其制备方法。

背景技术

铝及其合金表面很容易生成一层极薄的氧化铝膜(厚度约为0.01～0.02um)在大气中有一定的抗腐蚀能力。但由于这层氧化膜是非晶的，它使铝件表面失去原有的光泽。此外，氧化膜疏松多孔，不均匀，抗蚀能力还不强，且容易沾染污迹。因此，铝及其合金制品通常需进行阳极氧化处理。

经过阳极氧化处理，可以使铝及其合金表面获得一层比自然氧化膜厚得多的致密膜层(从几十微米甚至到几百微米)。这层人工氧化膜再经过封闭处理，非晶型的氧化膜转变成结晶型的氧化膜，孔隙也被封闭，因此使金属表面光泽能长久不变，抗蚀性能、机械强度都有所提高，经染色还可获得装饰性的外观。由于铝及其合金制品经过阳极氧化后具有许多特点，所以铝阳极氧化工艺在铝制品表面处理中应用较广。

阳极化处理的概念及原理是：金属材料在电解质溶液中，通过外施阳极电流使其表面形成氧化膜的一种材料保护技术。又称表面阳极氧化。铝的阳极氧化一般在酸性电解液中进行，以铝为阳极。在电解过程中，氧的阴离子与铝作用产生氧化膜。这种膜初形成时不够细密，虽有一定电阻，但电解液中的负氧离子仍能到达铝表面继续形成氧化膜。随着膜厚度增大，电阻也变大，从而电解电流变小。这时，与电解液接触的外层氧化膜发生化学溶解。当铝表面形成氧化物的速度逐渐与化学溶解的速度平衡时，这一氧化膜便可达到这一电解参数下的最大厚度。铝的阳极氧化膜外层多孔，容易吸附染料和有色物质，因而可进行染色，提高其装饰性。

现有提高铝合金阳极化处理的方法多为改变电解质溶液的酸碱度或调整电压的大小，这种工艺的调节比较麻烦，而且效果不能保证，同时现有的阳极化处理还容易出现以下问题：成膜效率低，膜层薄，均匀性较差、无光泽，常带有色斑，着色效果差等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种阳极氧化简单、氧化氧化效果好、膜层厚，色泽均匀的适合阳极氧化处理的压铸铝合金及其制备方法，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：适合阳极氧化处理的压铸铝合金，按重量百分比计，该铝合金成分为：Si：11～13％、Cu：0～0.1％、Mg：0～0.1％、Zn：0～0.1％、Fe：0.8～1.0％、Mn：0～0.5％，其余为AL。

上述的适合阳极氧化处理的压铸铝合金是：按重量百分比计，该铝合金成分为：12～13％、Cu：0.05～0.1％、Mg：0.03～0.07％、Zn：0.05～0.1％、Fe：0.8～1.0％、Mn：0.1～0.2％，其余为AL。

适合阳极氧化处理的压铸铝合金制备方法是，该方法是将日本牌号为ADC2的铝合金放入熔铝炉，待铝合金溶化后再熔铝炉内加入铁或铁合金，使热熔状态下铝合金中的铁含量处于0.8～1.0％。或使用常规方法制备铝合金。

与现有技术比较，本发明通过对现有合金成份进行分析和研究，发现铝合金的成分(均指质量分数)对膜层的外观、厚度和致密性有很大的影响。

1、无其它合金

纯铝的膜层透明、光泽度好、较厚而致密。

2、镁对阳极化的影响

当镁含量低于3％以固溶体形式存在时，对膜层质量影响不大，而当其含量高于3％时，合金有Mg5Al8第二相析出。它在阳极化时容易溶解，使成膜效率低，膜层薄，均匀性较差，且膜会变成暗浊色。

3、硅对阳极化的影响

在阳极氧化时，硅不会被氧化或溶解，部分进入膜层使膜呈现暗灰色。当硅含量小于0.8％而且不含锰时，对阳极化过程影响不大，可生成有光泽的无色氧化膜；当硅含量大于2％时，阳极化膜呈灰色甚至是灰黑色。含硅10％～12％的铸铝合金所生成的膜层呈不均匀的色调。含硅13％以上时就难于进行阳极化处理。

4、铜对阳极化的影响

对于铝铜合金，其铜含量大于4％即为存在有CuAl2或CuAl2Mg的第二相。它们在阳极化过程中极易溶解，使其膜层较薄且厚度不均匀，孔隙率高，硬度低，膜层带绿色，无光泽，常带有色斑，着色效果差，严重时出现疏松的膜层。当铜含量较少时，膜呈绿色，随铜含量的增加，膜逐渐变薄，色调变成深暗。

4、锌对阳极化的影响

含量大于5％时，锌的存在可使合金阳极化的端电压比纯铝低3V。成膜的极限厚度较薄，外观有些灰暗。

通过合金成分对阳极化处理的影响分析，铝合金成分差别及杂质量大小将直接影响阳极氧化膜的外观质量。当铝合金的成分一定时，影响阳极氧化膜的主要因素是镁、硅、铜、铁、锌等金属元素，这些金属元素在铝合金中的含量越少，经阳极氧化后的光洁亮度就越好，反之就越差。同时为方便压铸后脱模，申请人，对上述金属材料的含量进行调整，其调整理由和根据如下：

1、硅对材料性能的影响

硅是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。但结晶析出的硅易形成硬点，使切削性变差，所以一般都不让它超过共晶点。另外，硅可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，而使延伸率降低。我们将硅含量控制在11.0～13.0％之间，不能高于13.0％，否则难于进行阳极化处理。

2、铜对材料性能的影响

在铝合金中固溶进铜，机械性能可以提高，切削性变好。不过，耐蚀性降低，容易发生热间裂痕。

3、镁对材料性能的影响

合金中的镁元素会生成Mg2Si，会使铸件变脆，所以一般标准在0.3％以内。

4、铁对材料性能的影响

铁含量低于0.7％则有不易脱模的现象，所以含铁0.8～1.0％反而好压铸。含有大量的铁，会生成金属化合物，形成硬点。并且含铁量过1.2％时，降低合金流动性，损害铸件的品质，缩短压铸设备中金属组件的寿命。我们将铁的含量控制在0.8～1.0％之间。因为铁含量低于0.7％有不易脱模的现象，而且含铁量过1.2％时，会降低合金流动性，损害铸件的品质，缩短压铸设备中金属组件的寿命。

通过上述合金成分对材料性能的影响的分析，我们直接选用最贴合配方的日本牌号为ADC2的铝合金材料，但由于该材料中铁含量较低，为0.57％，生产过程中不易脱模，需要增加铁的含量到0.8～1.0％，以保证压铸的顺利生产。

具体实施方式

实施例1：取Si：110kg、Fe：8kg，AL：882kg放入熔炼炉进行熔炼。

实施例2：取Si：130kg、Cu：1kg、Mg1kg、Zn1kg、Fe：10kg、Mn：5kg、AL：852kg放入熔炼炉进行熔炼。

实施例3，取1吨日本牌号为ADC2的铝合金材料，抽取一块对测试其内铁含量，得测试值后将日本牌号为ADC2的铝合金放入熔铝炉，待铝合金溶化后再熔铝炉内加入铁，使热熔状态下铝合金中的铁含量处于0.8～1.0％。

Claims

1.一种适合阳极氧化处理的压铸铝合金，其特征在于：按重量百分比计，该铝合金成分为：Si：11～13％、Cu：0～0.1％、Mg：0～0.1％、Zn：0～0.1％、Fe：0.8～1.0％、Mn：0～0.5％，其余为AL。

2.根据权利要求1所述的适合阳极氧化处理的压铸铝合金，其特征在于：按重量百分比计，该铝合金成分为：12～13％、Cu：0.05～0.1％、Mg：0.03～0.07％、Zn：0.05～0.1％、Fe：0.8～1.0％、Mn：0.1～0.2％，其余为AL。

3.根如权利要求1或2所述的适合阳极氧化处理的压铸铝合金制备方法，其特征在于：该方法是将日本牌号为ADC2的铝合金放入熔铝炉，待铝合金溶化后再熔铝炉内加入铁，使热熔状态下铝合金中的铁含量处于0.8～1.0％。