铝合金压铸工艺之阳极氧化处理！

重力铸造原理是依靠重力的作用，使铝液靠重力自然填充到模具里，当然，也有使用离心铸造的，也属于重力铸造范围；

压铸的原理是依靠机械力，比如压射杆，把铝液倒进压射室，通过压射杆与压射头的直线运动形成压力，迫使铝液填充到模具中；

重力铸造一般使用在内部形状复杂（如汽油加油枪）的零件，压铸一般使用在外形较复杂，但内部较简单的零件（如齿轮箱等）

实际上不管是压铸也好还是低压铸造、重力铸造或者其他的铸造（例如消失模铸造）等，都是属于铸造范畴，只不过铸造工艺方法不同而已。就合金来讲不同牌号的合金除了成分不同之外，其它都是大同小异的。在中国现行的标准中，单独列明了GB/T15115《压铸铝合金》和除压铸铝合金外的GB/T1173《铸造铝合金》两份标准。仔细观看这两份标准，对于同系同牌号的合金例如YL102及ZL102，其主要成分Si的含量也是一致的，只是其他成分略有不同而已。由于铝与铁的亲和能力较强，在压铸铝合金中Fe的含量多数较高而解决铝合金与模具表面焊合粘黏的问题。而低压铸造及金属模重力铸造因为模具表面涂覆有一层特殊的涂层，铝合金液不直接与模具接触，所以Fe的含量可以低一些。但随着压铸技术的发展及压铸机性能的提高，压铸脱模剂性能的改善，纯铝压铸都不是问题了。所以不同的合金牌号只有更适合某种铸造工艺方法生产，不存在只能采用某种铸造工艺方法的说法了。

钝化的大概原理：铝合金压铸件由于介质的作用生成的腐蚀产物，形成了一层薄膜，紧密覆盖在铝合金压铸件的表面，则改变了其的表面状态，使铝合金压铸件的电极电位大大向正方向跃变，而成为耐蚀的钝态。

钝化的特点：

1）钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值，使操作更方便；

2）由于钝化的过程属于无反应状态进行，钝化剂可反复添加使用，因此寿命更长、成本更经济。

3）钝化促使铝合金压铸件表面形成的氧分子结构钝化膜、膜层致密、性能稳定，并且在空气中同时具有自行修复作用，因此与传统的涂防锈油的方法相比，钝化形成的钝化膜更稳定、更具耐蚀性。

低压铸造是在压力容器内液面受压使液面上升获取铸件，铸型一般安置在密封的坩埚上方，坩埚中通入压缩空气，在熔融金属的表面上造成低压力(0.06～0.15MPa)，使金属液由升液管上升填充铸型和控制凝固的铸造方法。其铸造过程中铝液的升高速度相对较慢，能够使得模具内的空气顺利的排出，降低的缩孔和孔洞缺陷的产生，所以其致密性相对较好。

而压力铸造由于合金液是在高压下被冲进型腔，液体以紊流态的形式充填型腔，不利于空气的排出，在铸件中卷气，从而形成孔洞，由阿基米德原理可知其致密性较差，孔洞缺陷的存在这也是为什么压铸件不能进行热处理的原因。

（铝合金模具）铝合金熔点650°材料的耐高温要求较高。一般我们都用8407材料。生产时会有料冲，因此铝合金模具设计时必须注意尽量不考虑设计菱角。生产1W模要求模具回火（降低模具内应力）以提高模具寿命。因为铝合金的流动性比锌合金差所以设计时排气有要求。（锌合金模具）由于锌合金熔点385°。我们用SKD61材料。锌合金模具的冷清系统要求较高，否则会引起产品高温起泡。模具可以不用回火直接生产。锌合金模具生产时有的产品会有较大水纹表面不光，因此渣包设计有要求。

表面处理即是通过物理或化学的方法在锌合金压铸件表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。

一、阳极氧化

主要是铝合金压铸件的阳极氧化，锌合金压铸件因为技术原因，暂时还不能做。是利用电化学原理，在铝合金压铸件的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。

单色、渐变色：

抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化→中和→染色→封孔→烘干

双色：

①抛光/喷砂/拉丝→除油→遮蔽→阳极氧化1→阳极氧化2→封孔→烘干

②抛光/喷砂/拉丝→除油→阳极氧化1→镭雕→阳极氧化2→封孔→烘干

技术特点:

1、提升强度

2、实现除白色外任何颜色

3、实现无镍封孔，满足欧、美等国家对无镍的要求

技术难点及改善关键点：

阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要铝合金压铸厂在生产过程中不断探索，寻求突破。

二、电泳

用于不锈钢、铝合金压铸件、锌合金压铸件等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。

工艺流程：

前处理→电泳→烘干

优点：

1、颜色丰富；

2、无金属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等；

3、液体环境中加工，可实现复杂结构的表面处理；

4、工艺成熟、可量产。

缺点：

掩盖缺陷能力一般，压铸件做电泳对前处理要求较高。

三、微弧氧化

在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。

工艺流程：

前处理→热水洗→MAO→烘干

优点：

1、陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹；

2、基材广泛：Al,Ti,Zn,Zr,Mg,Nb,及其合金等；

3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。

缺点：

目前颜色受限制，只有黑色、灰色等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现；成本主要受高耗电影响，是表面处理中成本最高的其中之一。

四、PVD真空镀

全称物理气相沉积，是一种工业制造上的工艺，是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术，各种锌合金压铸件、铝合金压铸件都可以采用真空电镀工艺。

工艺流程:

PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束，冷却出炉→后处理（抛光、AFP）

技术特点:

PVD（PhysicalVaporDeposition,物理气相沉积)可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的金属陶瓷装饰镀层

五、电镀

是利用电解作用使金属的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用的一种技术，电镀技术应用非常的广泛，在许多锌合金压铸件、铝合金压铸件上面都能够应用。

工艺流程：

前处理→无氰碱铜→无氰白铜锡→镀铬

优点：

1、镀层光泽度高，高品质金属外观；

2、基材为SUS、Al、Zn、Mg等；成本相对PVD低。

缺点：

环境保护较差，环境污染风险较大。

六、粉末喷涂

是用喷粉设备（静电喷塑机）把粉末涂料喷涂到锌合金压铸件、铝合金压铸件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于铸件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异（粉末涂料的不同种类效果）的最终涂层。

工艺流程：

上件→静电除尘→喷涂→低温流平→烘烤

优点：

1、颜色丰富，高光、哑光可选；

2、成本较低，适用于建筑家具产品和散热片的外壳等；

3、利用率高，100%利用，环保；

4、遮蔽缺陷能力强；

5、可仿制木纹效果。

缺点：

目前用于电子产品比较少。

七、金属拉丝

是通过研磨产品在锌合金压铸件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。根据拉丝后纹路的不同可分为：直纹拉丝、乱纹拉丝、波纹、旋纹。

技术特点：

拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽，同时拉丝处理也可以消除锌合金压铸件表面细微的瑕疵。

八、喷砂

是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理锌合金压铸件表面，使锌合金压铸件表面的外表面的外表或形状发生变化，获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。

技术特点:

1、实现不同的反光或亚光。

2、能清理锌合金压铸件表面的微小毛刺，并使锌合金压铸件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了锌合金压铸件的档次。

3、清楚前处理时遗留的残污，提高锌合金压铸件的光洁度，能使锌合金压铸件露出均匀一致的金属本色，使锌合金压铸件外表更美观，好看。

九、抛光

利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对锌合金压铸件表面进行的修饰加工。针对不同的抛光过程:粗抛(基础抛光过程)，中抛(精加工过程)和精抛(上光过程)，选用合适的抛光轮可以达到最佳抛光效果，同时提高抛光效率。

技术特点：

提高锌合金压铸件的尺寸精度或几何形状精度，得到光滑表面或镜面光泽，同时也可消除光泽。

十、蚀刻

通常所指蚀刻也称光化学蚀刻，指通过曝光制版、显影后，将要蚀刻区域的保护膜去除，在蚀刻时接触化学溶液，达到溶解腐蚀的作用，形成凹凸或者镂空成型的效果。

曝光法：

工程根据图形开出备料尺寸→材料准备→材料清洗→烘干→贴膜或涂布→烘干→曝光→显影→烘干-蚀刻→脱膜→OK。

网印法：

开料→清洗板材(不锈钢其它金属材料)→丝网印→蚀刻→脱膜→OK

优点：

1、可进行锌合金压铸件表面细微加工；

2、赋予锌合金压铸件表面特殊的效果；

缺点：

蚀刻时采用的腐蚀液体（酸、碱等）大多对环境具有危害。

重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称重力浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造主要指金属型浇铸。

1．把金属材料做成所需制品的工艺方法很多，如铸造、锻造、挤压、轧制、拉延、冲压、切削、粉末冶金等等。其中，铸造是最基本、最常用的工艺。

2． 把熔化的金属液注入用耐高温材料制作的中空铸型内，冷凝后得到预期形状的制品，这就是铸造。所得到的制品就是铸件。

3． 铸造可按铸件的材料分为黑色金属铸造（包括铸铁、铸钢）和有色金属铸造（包括铝合金、铜合金、锌合金、镁合金等）。精密铸件厂专业从事有色金属铸造，重点是铝合金和锌合金铸造。

4． 铸造有可按铸型的材料分为砂型铸造和金属型铸造。精密铸件厂对这两种铸造工艺都得心应手，并自行设计、制造这两类铸造模具。

5． 铸造还可按金属液的浇注工艺分为重力铸造和压力铸造。重力铸造是指金属液在地球重力作用下注入铸型的工艺，也称浇铸。广义的重力铸造包括砂型浇铸、金属型浇铸、熔模铸造、消失模铸造，泥模铸造等；窄义的重力铸造专指金属型浇铸。压力铸造是指金属液在其他外力（不含重力）作用下注入铸型的工艺。广义的压力铸造包括压铸机的压力铸造和真空铸造、低压铸造、离心铸造等；窄义的压力铸造专指压铸机的金属型压力铸造，简称压铸。精密铸件厂长期从事砂型和金属型的重力铸造。这几种铸造工艺是目前有色金属铸造中最常用的、也是相对价格最低的。

由于金属铜、锌、铝及铝合金具有很好的流动性和可塑性，而且铸造加工是在有压力的压铸机中铸造，因此铝压铸件可以做出各种较复杂的形状，也可作出较高的精度和光洁度，从而很大程度的减少了铸件的机械加工量和金属铜、锌、铝或铝合金的铸造余量，不仅节约了电力、金属材料、还大大节约了劳动成本而铜、锌、铝及铝合金具有优良的导热性，较小的比重和高可加工性从而压铸件被广泛应用于汽车制造、内燃机生产、摩托车制造、电动机制造、油泵制造、传动机械制造、精密仪器、园林美化、电力建设、建筑装饰等各个行业。

传统压铸工艺主要由四个步骤组成，或者称做高压压铸。这四个步骤包括模具准备、填充、注射以及落砂，它们也是各种改良版压铸工艺的基础。在准备过程中需要向模腔内喷上润滑剂，润滑剂除了可以帮助控制模具的温度之外还可以有助于铸件脱模。然后就可以关闭模具，用高压将熔融金属注射进模具内，这个压力范围大约在10到175兆帕之间。当熔融金属填充完毕后，压力就会一直保持直到铸件凝固。然后推杆就会推出所有的铸件，由于一个模具内可能会有多个模腔，所以每次铸造过程中可能会产生多个铸件。落纱的过程则需要分离残渣，包括造模口、流道、浇口以及飞边。这个过程通常是通过一个特别的修整模具挤压铸件来完成的。其它的落纱方法包括锯和打磨。如果浇口比较易碎，可以直接摔打铸件，这样可以节省人力。多余的造模口可以在熔化后重复使用。通常的产量大约为67%。

高压注射导致填充模具的速度非常快，这样在任何部分凝固之前熔融金属就可填充满整个模具。通过这种方式，就算是很难填充的薄壁部分也可以避免表面不连续性。不过这也会导致空气滞留，因为快速填充模具时空气很难逃逸。通过在分型线上安放排气口的方式可以减少这种问题，不过就算是非常精密的工艺也会在铸件中心部位残留下气孔。大多数压铸可以通过二次加工来完成一些无法通过铸造完成的结构，例如钻孔、抛光。