CN111748714A - 一种阳极氧化压铸铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种阳极氧化压铸铝合金材料及其制备方法，该阳极氧化压铸铝合金材料包括以下质量百分比组分：Mg 2.5‑3.5％、Mn 0.8‑1.2％、Co 0.2‑0.5％、Cr 0.1‑0.2％、Sr 0.01‑0.03％，Si≤0.2％，Fe≤0.15％，Cu≤0.05％、余量为Al。本发明通过对铝锰系压铸铝合金材料组分的优化，使材料能够达到良好的阳极氧化效果，克服了铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围；同时本发明的制备方法简单，可减少铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用，同时增加铝合金的可塑性，并减少热裂纹、缩孔、缩松等缺陷的产生，通过本发明阳极氧化工艺在铝合金表面产生的阳极氧化膜表面的蜂窝多孔结构对染料着色均匀，封孔后形成的致密阳极氧化膜具有较强的表面硬度、耐磨损和耐腐蚀性能。

Description

一种阳极氧化压铸铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金材料领域，具体的是一种阳极氧化压铸铝合金材料及其制备方法。
背景技术
铝及铝合金具有密度小、比强度高、塑性好、力学性能优良、热膨胀系数低、良好的耐腐蚀性能、导电性和导热性优良、易加工、可回收等特点，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶、化学工业及包装等领域得到了广泛应用，成为现代工业(特别是汽车工业)中应用最广泛的一类有色金属材料，也是一种绿色环保的、可持续发展的有色金属材料。但铝合金材料的问题是强度不高，机械加工性能较差，这限制了它的使用。同时随着汽车制造业的发展，对所用材料的性能也提出了更高的要求，开发新型高强度、高塑性、高韧性和良好加工制造性能的铝合金具有重要的研究意义。
为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是应用最广且最成功的。所谓铝的阳极氧化是将铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。
而现有铝合金普通阳极氧化处理工艺所获得的阳极氧化膜，虽然具有吸附性好，便于染色的优点，从而满足装饰性高的要求，但氧化膜硬度不高，易被碰伤、刮伤、擦伤，导致外观受到影响，从而影响消费者体验。同时，常用的压铸合金如铝硅合金、铝铜合金和铝镁合金是无法进行阳极氧化着色的。在压铸铝合金中，通常情况下，硅的含量很高为6％-12％，铜的含量也很高。而高含量的硅会使得氧化膜变灰，铜会使得氧化膜泛红色，并会破坏电解液质量。合金中铁元素含量过高也会使氧化膜上产生黑色的斑点。现有的压铸铝合金由于其成分的原因无法进行阳极氧化，因此亟需一种可阳极氧化的压铸铝合金材料。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种阳极氧化压铸铝合金材料及其制备方法，通过本发明制备的阳极氧化压铸铝合金材料具有较高的表面硬度和耐磨损性能，同时具有良好加工制造性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种阳极氧化压铸铝合金材料，包括以下质量百分比组分：Mg 2.5-3.5％、Mn0.8-1.2％、Co 0.2-0.5％、Cr 0.1-0.2％、Sr 0.01-0.03％，Si≤0.2％，Fe≤0.15％，Cu≤0.05％、余量为Al。
一种阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将纯铝锭重熔，待炉内升温至700-740℃的温度环境下依次加入Al-Si20、Al-Mn10、Al-Co5、Al-Cr10、Al-Sr10中间合金，至原料全部熔化完成，获得合金液A；
(2)将合金液A在730-740℃的温度环境下保温20-40min，随后将合金液A温度降至680-700℃，加镁锭，待全部熔化，获得合金液B；
(3)将熔化后的合金液B搅拌均匀5-10min，并将温度升温至740-760℃后精炼30min去渣，再降温至650-680℃进行除气8-10min，获得合金液C；
(4)将合金液C浇入金属模具中用18-22MPa压力压铸成型，获得铝合金铸件；
(5)将铝合金铸件进行去毛刺、精加工处理后得到铝合金基材，将铝合金基材进行阳极氧化处理，在铝合金基材表面形成氧化膜，即得成品阳极氧化压铸铝合金材料。
优选地，步骤(2)中镁锭通过铝箔包裹后置于合金液A中。
优选地，步骤(2)中合金液A保温后，先搅拌8～10min进行打渣除气，再降温至700℃。
优选地，步骤(3)中除气的方法为：使用带孔铁罩将含六氯乙烷除气块压入合金液B底部除气8～10min，直至除气块烧完为止。
优选地，步骤(4)中压铸成型是采用冷室卧式压铸机将合金液C浇入金属模具中，压铸操作前，将金属模具预热至180-200℃，其中压铸的压力20MPa。
优选地，阳极氧化处理的具体步骤为：
S1、脱脂：将铝合金基材放入10-15wt％的硫酸溶液中，脱脂处理3-5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至6-7；
S2、碱洗：将脱脂后的铝合金基材放入浓度为5-10wt％的氢氧化钠溶液中，碱洗处理3-5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至7-8；
S3、抛光：将碱洗后的铝合金基材放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为60-70℃，抛光时间为30-60s，再用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH为中性；
S4、阳极氧化：将抛光后的铝合金基材放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为12-18V，电流密度为3-5A/dm2，氧化时间为40-60min；
S5、着色：将阳极氧化后的铝合金基材放入化学染料溶液中着色，着色处理时间为10-20min；
S6、封孔：将着色后的铝合金基材放入封孔溶液中封孔处理，封孔处理温度为70-80℃，封孔处理时间为15-30min。
优选地，抛光液包括以下质量百分比原料：磷酸50-60％、硫酸10-15％、硫酸铝1-5％、苯甲酸钠5-10％、十二烷基苯磺酸钠5-10％、余量为水。
优选地，阳极氧化溶液包括以下质量百分比原料：硫酸18-20％，草酸2-4％，酒石酸3-5％，硫酸铝0.5-1％，三聚磷酸钠1-1.5％，余量为水。
优选地，封孔剂溶液为3-5wt％的氟化镍溶液。
本发明的有益效果：
1、本发明通过对铝锰系压铸铝合金材料组分的优化，使材料能够达到良好的阳极氧化效果，克服了铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围。其中在铝锰系基础上加镁，镁和铝生成的化学物(Mg5Al8)可以起强化铝的作用，使表面硬度和力学性能提高。铝锰系中的锰(MnAl6)可阻止铝晶粒长大，降低铝镁化合物的热烈倾向，同时提高合金的抗蚀性，避免铝锰系中加入铬提升抗蚀性导致的产品在100度高温下出现的氧化膜变黄现象。少量硅可以在合金中生成二元相，起强化作用。铬(Cr)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。加入锶，使铸锭中β-AlFeSi相变成汉字形α-AlFeSi相，减少了铸锭均匀化时间60％-70％，提高铝合金的力学性能和塑性加工性，改善制品表面粗糙度。
2、本发明制备的阳极氧化压铸铝合金材料具有较高的表面硬度和耐磨损性能，同时具有良好加工制造性能，其表面硬度最高可达733.42HV，抗拉强度能达到300MPa及以上，延伸率≥10％，是一种可阳极氧化的高强度压铸铝合金。同时本发明的制备方法简单，可减少铝合金对铸件坩埚的熔蚀作用，同时增加铝合金的可塑性，并减少热裂纹、缩孔、缩松等缺陷的产生。
3、本发明阳极氧化的工艺过程中，都是在常温的环境下进行，消耗能源量小，而且阳极氧化后的硫酸可重复利用于脱脂工艺，原材料利用率高，其生产成本低，通过本发明阳极氧化工艺在铝合金表面产生的阳极氧化膜表面的蜂窝多孔结构对染料着色均匀，封孔后形成的致密阳极氧化膜具有较强的表面硬度、耐磨损和耐腐蚀性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
一种阳极氧化压铸铝合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比组分：Mg2.8％、Mn 0.9％、Co 0.4％、Cr 0.15％、Sr 0.018％，Si 0.14％，Fe 0.08％，Cu 0.02％、Al95.49％。
一种阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将纯铝锭重熔，待炉内升温至730℃的温度环境下依次加入Al-Si20、Al-Mn10、Al-Co5、Al-Cr10、Al-Sr10中间合金，至原料全部熔化完成，获得合金液A；
(2)将合金液A在740℃的温度环境下保温30min，搅拌8min进行打渣除气，再降温至680℃，将镁锭通过铝箔包裹后置于合金液A中，待全部熔化，获得合金液B；
(3)将熔化后的合金液B搅拌均匀10min，并将温度升温至760℃后精炼30min去渣，再降温至650℃，使用带孔铁罩将含六氯乙烷除气块压入合金液B底部除气8min，直至除气块烧完为止，获得合金液C；
(4)采用冷室卧式压铸机将合金液C浇入金属模具中，压铸操作前，将金属模具预热至180℃，其中压铸的压力22MPa，获得铝合金铸件；
(5)将铝合金铸件进行去毛刺、精加工处理后得到铝合金基材，将铝合金基材进行阳极氧化处理，在铝合金基材表面形成氧化膜，即得成品阳极氧化压铸铝合金材料。
上述阳极氧化处理的具体步骤为：
S1、脱脂：将铝合金基材放入10wt％的硫酸溶液中，脱脂处理3min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至6-7；
S2、碱洗：将脱脂后的铝合金基材放入浓度为10wt％的氢氧化钠溶液中，碱洗处理5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至7-8；
S3、抛光：将碱洗后的铝合金基材放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为60℃，抛光时间为60s，再用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH为中性，抛光液包括以下质量百分比原料：磷酸55％、硫酸10％、硫酸铝2％、苯甲酸钠6％、十二烷基苯磺酸钠8％、水19％；
S4、阳极氧化：将抛光后的铝合金基材放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为12V，电流密度为5A/dm2，氧化时间为60min，阳极氧化溶液包括以下质量百分比原料：硫酸18％，草酸3％，酒石酸5％，硫酸铝0.5％，三聚磷酸钠1.2％，水72.3％；
S5、着色：将阳极氧化后的铝合金基材放入化学染料溶液中着色，着色处理时间为15min；
S6、封孔：将着色后的铝合金基材放入3wt％的氟化镍溶液中封孔处理，封孔处理温度为80℃，封孔处理时间为30min。
实施例2
一种阳极氧化压铸铝合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比组分：Mg3.3％、Mn 1.2％、Co 0.35％、Cr 0.18％、Sr 0.024％，Si 0.16％，Fe 0.08％，Cu 0.04％、Al 94.67％。
一种阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将纯铝锭重熔，待炉内升温至720℃的温度环境下依次加入Al-Si20、Al-Mn10、Al-Co5、Al-Cr10、Al-Sr10中间合金，至原料全部熔化完成，获得合金液A；
(2)将合金液A在730℃的温度环境下保温40min，搅拌10min进行打渣除气，再降温至690℃，将镁锭通过铝箔包裹后置于合金液A中，待全部熔化，获得合金液B；
(3)将熔化后的合金液B搅拌均匀10min，并将温度升温至740℃后精炼30min去渣，再降温至680℃，使用带孔铁罩将含六氯乙烷除气块压入合金液B底部除气10min，直至除气块烧完为止，获得合金液C；
(4)采用冷室卧式压铸机将合金液C浇入金属模具中，压铸操作前，将金属模具预热至200℃，其中压铸的压力20MPa，获得铝合金铸件；
(5)将铝合金铸件进行去毛刺、精加工处理后得到铝合金基材，将铝合金基材进行阳极氧化处理，在铝合金基材表面形成氧化膜，即得成品阳极氧化压铸铝合金材料。
上述阳极氧化处理的具体步骤为：
S1、脱脂：将铝合金基材放入12wt％的硫酸溶液中，脱脂处理5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至6-7；
S2、碱洗：将脱脂后的铝合金基材放入浓度为8wt％的氢氧化钠溶液中，碱洗处理5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至7-8；
S3、抛光：将碱洗后的铝合金基材放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为65℃，抛光时间为50s，再用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH为中性，抛光液包括以下质量百分比原料：磷酸60％、硫酸12％、硫酸铝5％、苯甲酸钠5％、十二烷基苯磺酸钠8％、水10％；
S4、阳极氧化：将抛光后的铝合金基材放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为18V，电流密度为3A/dm2，氧化时间为40min，阳极氧化溶液包括以下质量百分比原料：硫酸20％，草酸2％，酒石酸3％，硫酸铝0.5％，三聚磷酸钠1.2％，水73.3％；
S5、着色：将阳极氧化后的铝合金基材放入化学染料溶液中着色，着色处理时间为15min；
S6、封孔：将着色后的铝合金基材放入5wt％的氟化镍溶液中封孔处理，封孔处理温度为80℃，封孔处理时间为20min。
实施例3
一种阳极氧化压铸铝合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比组分：Mg2.8％、Mn 1.05％、Co 0.4％、Cr 0.16％、Sr 0.02％，Si 0.08％，Fe 0.14％，Cu 0.03％、Al95.32％。
一种阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将纯铝锭重熔，待炉内升温至740℃的温度环境下依次加入Al-Si20、Al-Mn10、Al-Co5、Al-Cr10、Al-Sr10中间合金，至原料全部熔化完成，获得合金液A；
(2)将合金液A在740℃的温度环境下保温30min，搅拌8min进行打渣除气，再降温至700℃，将镁锭通过铝箔包裹后置于合金液A中，待全部熔化，获得合金液B；
(3)将熔化后的合金液B搅拌均匀10min，并将温度升温至750℃后精炼30min去渣，再降温至660℃，使用带孔铁罩将含六氯乙烷除气块压入合金液B底部除气10min，直至除气块烧完为止，获得合金液C；
(4)采用冷室卧式压铸机将合金液C浇入金属模具中，压铸操作前，将金属模具预热至200℃，其中压铸的压力22MPa，获得铝合金铸件；
(5)将铝合金铸件进行去毛刺、精加工处理后得到铝合金基材，将铝合金基材进行阳极氧化处理，在铝合金基材表面形成氧化膜，即得成品阳极氧化压铸铝合金材料。
上述阳极氧化处理的具体步骤为：
S1、脱脂：将铝合金基材放入15wt％的硫酸溶液中，脱脂处理5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至6-7；
S2、碱洗：将脱脂后的铝合金基材放入浓度为10wt％的氢氧化钠溶液中，碱洗处理5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至7-8；
S3、抛光：将碱洗后的铝合金基材放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为60℃，抛光时间为40s，再用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH为中性，抛光液包括以下质量百分比原料：磷酸50％、硫酸12％、硫酸铝3％、苯甲酸钠8％、十二烷基苯磺酸钠5％、水22％；
S4、阳极氧化：将抛光后的铝合金基材放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为16V，电流密度为5A/dm2，氧化时间为50min，阳极氧化溶液包括以下质量百分比原料：硫酸18％，草酸2％，酒石酸3％，硫酸铝1％，三聚磷酸钠1％，水75％；
S5、着色：将阳极氧化后的铝合金基材放入化学染料溶液中着色，着色处理时间为20min；
S6、封孔：将着色后的铝合金基材放入4wt％的氟化镍溶液中封孔处理，封孔处理温度为80℃，封孔处理时间为20min。
实施例4
一种阳极氧化压铸铝合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比组分：Mg3.2％、Mn 0.8％、Co 0.25％、Cr 0.15％、Sr 0.02％，Si 0.15％，Fe 0.15％，Cu 0.05％、Al95.23％。
一种阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将纯铝锭重熔，待炉内升温至720℃的温度环境下依次加入Al-Si20、Al-Mn10、Al-Co5、Al-Cr10、Al-Sr10中间合金，至原料全部熔化完成，获得合金液A；
(2)将合金液A在735℃的温度环境下保温40min，搅拌10min进行打渣除气，再降温至680℃，将镁锭通过铝箔包裹后置于合金液A中，待全部熔化，获得合金液B；
(3)将熔化后的合金液B搅拌均匀5min，并将温度升温至760℃后精炼30min去渣，再降温至650℃，使用带孔铁罩将含六氯乙烷除气块压入合金液B底部除气10min，直至除气块烧完为止，获得合金液C；
(4)采用冷室卧式压铸机将合金液C浇入金属模具中，压铸操作前，将金属模具预热至180℃，其中压铸的压力18MPa，获得铝合金铸件；
(5)将铝合金铸件进行去毛刺、精加工处理后得到铝合金基材，将铝合金基材进行阳极氧化处理，在铝合金基材表面形成氧化膜，即得成品阳极氧化压铸铝合金材料。
上述阳极氧化处理的具体步骤为：
S1、脱脂：将铝合金基材放入10wt％的硫酸溶液中，脱脂处理3min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至6-7；
S2、碱洗：将脱脂后的铝合金基材放入浓度为8wt％的氢氧化钠溶液中，碱洗处理5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至7-8；
S3、抛光：将碱洗后的铝合金基材放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为70℃，抛光时间为60s，再用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH为中性，抛光液包括以下质量百分比原料：磷酸55％、硫酸12％、硫酸铝3％、苯甲酸钠6％、十二烷基苯磺酸钠9％、水15％；
S4、阳极氧化：将抛光后的铝合金基材放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为12V，电流密度为5A/dm2，氧化时间为60min，阳极氧化溶液包括以下质量百分比原料：硫酸20％，草酸4％，酒石酸5％，硫酸铝1％，三聚磷酸钠1.5％，水68.5％；
S5、着色：将阳极氧化后的铝合金基材放入化学染料溶液中着色，着色处理时间为15min；
S6、封孔：将着色后的铝合金基材放入3wt％的氟化镍溶液中封孔处理，封孔处理温度为75℃，封孔处理时间为20min。
性能检测
将实施例1-4中制备的阳极氧化压铸铝合金材料分别进行表面硬度测试、拉伸强度测试和耐腐蚀性能测试，并设置对比例1和对比例2，其中对比例1为铝锰系铝合金，其质量百分比组分为：0.8-1.6％Mn、0.1-0.2％Si、0.1-0.2％Cr、0.3-0.5％Co、余量为铝。对比例2为采用普通阳极氧化工艺处理的铝锰系铝合金,即采用硫酸阳极氧化。
(1)表面硬度测试
采用显微硬度仪(HVS1000z)检测氧化膜的硬度，载荷为0.49N，加载时间为15s。得到数据如下表1所示：
表1铝合金材料显微硬度值
组别 显微硬度HV
实施例1 711.56
实施例2 724.38
实施例3 733.42
实施例4 706.23
对比例1 387.56
对比例2 624.89
由表1可以看出，本发明阳极氧化铝合金材料具有较高的表面硬度，表面显微硬度最高可达733.42HV，是未阳极氧化的铝锰系铝合金的两倍，较普通阳极氧化工艺处理的铝锰系铝合金也有较大的提高。
(2)拉伸强度测试
拉伸试验采用Suns-UTM5105G万能试验机，将试样放置在试验机夹头上卡紧，保持试样与拉伸轴向同心。实验拉伸速度为2.0mm/s，入口力为100N，采用引伸计。拉伸试样采用16mm×120mm的标准拉伸试样。
表2铝合金材料拉伸强度及延伸率
Figure BDA0002513635000000121
Figure BDA0002513635000000131
由表2可以看出，本发明阳极氧化铝合金材料具有较高的抗拉强度，拉伸强度不低于300MPa，同时延伸率为10％以上，具有良好的机械加工性能，较未阳极氧化的铝锰系铝合金和普通阳极氧化工艺处理的铝锰系铝合金具有明显提升。
(3)耐腐蚀性能测试
采用剥蚀法研究氧化膜的耐溶液腐蚀性能，实验过程参照HB5455-90《铝合金剥层腐蚀试验方法》。
表3铝合金材料耐腐蚀性能
Figure BDA0002513635000000132
由表3可以看出，本发明阳极氧化铝合金材料具有较强的耐腐蚀性能，剥蚀液浸泡60h无变化，浸泡180h未出现大面积点蚀，较未阳极氧化的铝锰系铝合金和普通阳极氧化工艺处理的铝锰系铝合金具有明显提升。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种阳极氧化压铸铝合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比组分：Mg 2.5-3.5％、Mn 0.8-1.2％、Co 0.2-0.5％、Cr 0.1-0.2％、Sr 0.01-0.03％，Si≤0.2％，Fe≤0.15％，Cu≤0.05％、余量为Al。
2.一种如权利要求1所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将纯铝锭重熔，待炉内升温至700-740℃的温度环境下依次加入Al-Si20、Al-Mn10、Al-Co5、Al-Cr10、Al-Sr10中间合金，至原料全部熔化完成，获得合金液A；
(2)将合金液A在730-740℃的温度环境下保温20-40min，随后将合金液A温度降至680-700℃，加镁锭，待全部熔化，获得合金液B；
(3)将熔化后的合金液B搅拌均匀5-10min，并将温度升温至740-760℃后精炼30min去渣，再降温至650-680℃进行除气8-10min，获得合金液C；
(4)将合金液C浇入金属模具中用18-22MPa压力压铸成型，获得铝合金铸件；
(5)将铝合金铸件进行去毛刺、精加工处理后得到铝合金基材，将铝合金基材进行阳极氧化处理，在铝合金基材表面形成氧化膜，即得成品阳极氧化压铸铝合金材料。
3.根据权利要求2所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中镁锭通过铝箔包裹后置于合金液A中。
4.根据权利要求2所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中合金液A保温后，先搅拌8～10min进行打渣除气，再降温至700℃。
5.根据权利要求2所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中除气的方法为：使用带孔铁罩将含六氯乙烷除气块压入合金液B底部除气8～10min，直至除气块烧完为止。
6.根据权利要求2所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中压铸成型是采用冷室卧式压铸机将合金液C浇入金属模具中，压铸操作前，将金属模具预热至180-200℃，其中压铸的压力20MPa。
7.根据权利要求2所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化处理的具体步骤为：
S1、脱脂：将铝合金基材放入10-15wt％的硫酸溶液中，脱脂处理3-5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至6-7；
S2、碱洗：将脱脂后的铝合金基材放入浓度为5-10wt％的氢氧化钠溶液中，碱洗处理3-5min后取出，用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH至7-8；
S3、抛光：将碱洗后的铝合金基材放入抛光液中进行化学抛光，抛光温度为60-70℃，抛光时间为30-60s，再用清水反复冲洗至铝合金基材表面pH为中性；
S4、阳极氧化：将抛光后的铝合金基材放入所述阳极氧化溶液中进行直流阳极氧化，直流阳极氧化时，直流电压为12-18V，电流密度为3-5A/dm2，氧化时间为40-60min；
S5、着色：将阳极氧化后的铝合金基材放入化学染料溶液中着色，着色处理时间为10-20min；
S6、封孔：将着色后的铝合金基材放入封孔溶液中封孔处理，封孔处理温度为70-80℃，封孔处理时间为15-30min。
8.根据权利要求7所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述抛光液包括以下质量百分比原料：磷酸50-60％、硫酸10-15％、硫酸铝1-5％、苯甲酸钠5-10％、十二烷基苯磺酸钠5-10％、余量为水。
9.根据权利要求7所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述阳极氧化溶液包括以下质量百分比原料：硫酸18-20％，草酸2-4％，酒石酸3-5％，硫酸铝0.5-1％，三聚磷酸钠1-1.5％，余量为水。
10.根据权利要求7所述的阳极氧化压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述封孔剂溶液为3-5wt％的氟化镍溶液。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112387983A (zh) * 2020-11-30 2021-02-23 浙江华朔科技股份有限公司 一种铝合金表面减震耐腐蚀复合结构层的制备方法
CN114214695A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 德阳上川科技有限公司 一种压铸件阳极氧化工艺

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107447134A (zh) * 2017-08-07 2017-12-08 苏州慧驰轻合金精密成型科技有限公司 一种高强度可阳极氧化压铸铝合金及其制备方法
CN108221023A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 无锡金科涂装有限公司 铝合金阳极氧化工艺
CN110337502A (zh) * 2017-02-23 2019-10-15 古河电气工业株式会社 铝合金材料以及使用铝合金材料的紧固部件、结构用部件、弹簧用部件、导电部件以及电池用部件

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108221023A (zh) * 2016-12-22 2018-06-29 无锡金科涂装有限公司 铝合金阳极氧化工艺
CN110337502A (zh) * 2017-02-23 2019-10-15 古河电气工业株式会社 铝合金材料以及使用铝合金材料的紧固部件、结构用部件、弹簧用部件、导电部件以及电池用部件
CN107447134A (zh) * 2017-08-07 2017-12-08 苏州慧驰轻合金精密成型科技有限公司 一种高强度可阳极氧化压铸铝合金及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
廖健等: "《铝合金挤压材生产与应用》", 31 March 2018 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112387983A (zh) * 2020-11-30 2021-02-23 浙江华朔科技股份有限公司 一种铝合金表面减震耐腐蚀复合结构层的制备方法
CN114214695A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 德阳上川科技有限公司 一种压铸件阳极氧化工艺

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