Al-Si-Zn-Mn-Mg系压铸铝合金装饰性阳极氧化膜制备工艺研究

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铝合金压铸成型技术是一种高效率的、无切削金属的成型工艺,被大量地应用于工业产品的加工制造方面。其优点是可以制造其他工艺难以加工成型的,形状复杂的工件、材料的利用率高、生产效率高,但压铸铝合金的表面处理存在较大的困难。因此,铝合金压铸件通常表现为抗磨抗腐蚀能力低、颜色感观差、装饰性单一。阳极氧化技术是现代最为普及的铝合金表面处理工艺,它的优势是阳极氧化时所用电解液成本低廉、工艺简单、操作方便、适应范围广,符合目前绿色循环经济的理念。并且阳极氧化工艺处理后,生成的氧化膜与合金基体间的结合力非常好、膜层耐磨耐蚀、金属质感强、颜色饱满、装饰效果优异,契合压铸铝合金表面处理所要达到的目标。为了拓展压铸铝合金的表面装饰性,本文对压铸铝合金的阳极氧化进行了探索研究,得到如下结果:(1)确定了适合阳极氧化着色的Al-Si-Zn-Mn-Mg系压铸铝合金,成分优化明确了其合金成分为 Al-0.8%Si-4%Zn-2%Mn-0.5%Mg。(2)采用硫酸溶液作为Al-Si-Zn-Mn-Mg系压铸铝合金阳极氧化的基础电解液,确定了硫酸阳极氧化法的最适宜工艺参数为:硫酸浓度20%;氧化电压18 V;电流密度1.5 A/dm2;氧化温度20℃;氧化时间60 min。(3)阳极氧化工艺时加入草酸、酒石酸、柠檬酸与硫酸形成混合酸体系,讨论不同混合酸体系下有机酸的加入对膜层性能的影响,最终确定了适宜压铸铝合金阳极氧化的最佳混合酸体系浓度:10%硫酸加15%柠檬酸的混合酸体系。(4)对压铸铝合金阳极氧化后进行了电解着色工艺的研究,通过五种电解着色液的比较,确定了适合Al-Si-Zn-Mn-Mg系压铸铝合金的电解着色液为硒盐溶液。工艺参数为:电解电压18 V;电解温度25℃;溶液pH为2;电解时间15 min。
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