?鋁合金鑄造件表面處理技術不僅能提升外觀質量,還能增強其耐腐蝕性、耐磨性、導電性等性能,適配不同應用場景(如汽車、航空、電子、建筑等)。以下是
鋁合金鑄造加工時常見的表面處理技術分類及詳細介紹:
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一、防腐與防護類處理
這類技術主要通過形成致密氧化膜或鍍層,隔絕鋁合金與外界腐蝕介質(如空氣、水、鹽霧)的接觸,延長使用壽命。
1. 陽極氧化(Anodizing)
原理:將鋁合金作為陽極置于電解液(如硫酸、草酸)中,通過電解作用在表面生成一層多孔的氧化膜(Al?O?),膜厚通常 5~20μm(硬質陽極氧化可達 50~150μm)。
特點:
氧化膜硬度高(HV300~500)、耐腐蝕性強,且多孔結構可吸附染料實現著色(如黑色、金色、彩色)。
分為普通陽極氧化(硫酸體系,成本低,適用于裝飾件)和硬質陽極氧化(硫酸或草酸體系,膜層厚、耐磨性好,適用于運動部件如活塞、氣缸)。
應用:手機外殼、門窗型材、汽車裝飾件。
2. 化學氧化(Chemical Oxidation)
原理:將鋁合金浸入化學溶液(如鉻酸鹽、磷酸鹽)中,通過化學反應生成一層薄氧化膜(0.5~4μm),膜層較軟但均勻。
特點:工藝簡單、成本低,適合批量處理,但耐腐蝕性弱于陽極氧化,常作為涂裝前的預處理(增強漆膜附著力)。
應用:家用電器外殼、小型機械零件的底層處理。
3. 電鍍(Electroplating)
常見類型:
鍍鋅:提高耐腐蝕性,適合戶外環境(如汽車底盤零件)。
鍍鉻:增強耐磨性和裝飾性,膜層光亮堅硬(如摩托車減震器、水龍頭)。
鍍鎳:兼具防腐與導電性,用于電子零件(如連接器)。
特點:需先去除鋁合金表面的氧化膜并活化,確保鍍層結合力,工藝較復雜,成本較高。
二、裝飾與外觀類處理
通過改變表面光澤、顏色或紋理,提升鋁合金件的美觀度,滿足消費電子、建筑裝飾等領域的需求。
1. 著色處理
陽極氧化著色:利用陽極氧化膜的多孔性吸附有機染料或無機顏料,顏色持久(如黑色陽極氧化常用于手機中框)。
電解著色:在陽極氧化后,通過電解使金屬離子(如鎳、錫)沉積在氧化膜孔隙中,形成金屬氧化物著色(耐光性優于染料著色,適合戶外件)。
化學著色:通過化學反應在表面生成帶色氧化膜(如古銅色、金黃色),工藝簡單但顏色均勻性較差。
2. 拋光(Polishing)
機械拋光:用砂輪、布輪等工具打磨,獲得鏡面效果(Ra≤0.02μm),適合高端裝飾件(如燈具、獎杯)。
化學拋光:將工件浸入酸性溶液(如磷酸 + 硝酸)中,通過選擇性溶解表面凸起實現光亮,適合復雜形狀件(無需復雜夾具)。
電解拋光:結合電解作用和化學溶解,表面更平整光亮,且能去除微觀毛刺,常用于食品級設備(如醫療器械)。
3. 紋理處理
噴砂 / 噴丸:用高壓氣流將磨料(如石英砂、陶瓷丸)噴射到表面,形成均勻粗糙的啞光紋理(如手機背板的磨砂質感),同時可掩蓋鑄造缺陷。
蝕刻:通過化學腐蝕(如氫氟酸溶液)或激光雕刻,在表面形成圖案、文字或花紋(如筆記本電腦外殼的品牌 LOGO)。
三、功能強化類處理
針對特定使用需求,提升鋁合金的耐磨性、硬度、導電性或隔熱性等功能。
1. 微弧氧化(Micro-Arc Oxidation,MAO)
原理:在陽極氧化基礎上,通過高壓脈沖電流使表面產生微弧放電,生成一層厚且致密的陶瓷氧化膜(5~100μm),主要成分為 Al?O?和硅酸鹽。
特點:膜層硬度極高(HV800~2000)、耐高溫(可達 1000℃)、絕緣性好,適合高耐磨、耐高溫場景(如發動機活塞、航天部件)。
2. 涂覆處理
粉末噴涂:將粉末涂料(如環氧樹脂、聚酯)靜電吸附在表面,經高溫固化形成均勻涂層(厚度 50~150μm),耐候性強、顏色豐富(如建筑鋁型材)。
電泳涂裝:在電場作用下,將水溶性涂料沉積在表面,形成均勻漆膜,附著力好、環保(如汽車車身鋁合金部件)。
達克羅(Dacromet):一種鋅鉻涂層,通過浸涂或噴涂形成,耐鹽霧性能優異(1000 小時以上),適合高腐蝕環境(如海洋工程零件)。
3. 表面合金化
滲鋅 / 滲鋁:通過擴散作用使鋅、鋁原子滲入鋁合金表面,形成合金層,提高耐腐蝕性和耐磨性(如螺栓、螺母)。
激光表面合金化:用激光加熱表面并加入合金元素(如硅、銅),形成高性能合金層,局部強化關鍵部位(如齒輪齒面)。
四、預處理技術(輔助提升后續處理效果)
除油:去除鑄造過程中殘留的油污(如用堿性溶液或有機溶劑清洗),確保后續膜層結合牢固。
酸洗:用稀硝酸或氫氟酸去除表面氧化皮和銹蝕,活化表面(注意控制時間,避免過腐蝕)。
鈍化:陽極氧化或電鍍后,用鉻酸鹽溶液處理,封閉氧化膜孔隙,進一步提升耐腐蝕性。