一种汽车零件压铸铝合金表面处理工艺

本发明涉及高性能铝合金，特别是涉及一种汽车零件压铸铝合金表面处理工艺。

背景技术：

1、压铸铝合金是工业中应用最广泛的有色金属结构材料之一。为了提高铝合金的机械性能和加工性，通常会在铝合金中加入硅和铜元素，硅能改善铝合金的铸造性，提高铝合金高温流动性，减少收缩率和热裂倾向以及提高耐磨性等；铜能提高铝合金流动性、抗拉强度和硬度。

2、虽然压铸铝合金在汽车、机械制造等工业中已大量应用，但免热处理的压铸铝合金某些性能还不太理想，如硬度、耐磨性和耐蚀性及表面形貌。在精密加工领域，为了保证工件在使用过程中一直保持很高的精度，同时保证其在工作状态和不工作状态都能严格保持尺寸精确度和形状稳定度，要求工件具有一定的耐磨性及耐蚀性。压铸铝合金的表面处理正好可弥补这一缺点，通过阳极氧化膜加以改进，成为压铸铝合金扩大应用范围和延长使用寿命不可缺少的关键。

3、当前技术中，如公开号为cn112921212a的中国发明专利，公开了一种高强度可阳极氧化着色的压铸铝合金及其制备方法，采用了在铝合金成分中添加fe元素的方案，利用fe元素可与铝合金中al、si元素反应生成al-si-fe金属间化合物从而抑制铝合金表面粘膜的机理，制备出的压铸铝合金的抗拉强度高，可达到255mpa，压铸性能好，通用现有的常规模具，并且成膜性好，利于后面的着色处理，具备极高的量产性。但是其并未关注氧化膜本身的外观质量，如氧化膜表面易产生黑点，si元素分布于氧化膜基体中会严重影响膜的成分均匀性等问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的不足，本发明提供了一种汽车压铸铝合金零件表面处理工艺。该工艺针对免热处理铝合金，通过在电解液中添加氟化氢，并结合柠檬酸与铝离子所形成的络合物在电解液中达到络合与离解的平衡，实现在铝合金表面形成的氧化膜厚度为30-50μm，硬度为450-550hv。本发明得到的工件表面无明显黑点和硅，表面一致性高。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，该工艺包括以下步骤：

4、(1)对压铸铝合金零件表面进行预处理；

5、(2)为以下两种方式之一：

6、方式一：将对预处理后的压铸铝合金零件作为阳极、惰性材料为阴极分别浸没入第一电解液中，10-20℃下电解40～50分钟，完成表面处理；

7、所述第一电解液包括150-200g/l硫酸、20-40g/l柠檬酸、30-80g/l磺基水杨酸、5-8g/l氢氟酸、10-15g/l乙二胺四乙酸二钠以及添加剂；

8、或者，方式二：将对预处理后的压铸铝合金零件作为阳极、惰性材料为阴极分别浸没入第二电解液中，10-20℃下电解40～50分钟，完成表面处理；其中，当电解开始10～15分钟之后，滴加氢氟酸，并在电解结束前3～10分钟停止滴加；

9、所述第二电解液包括150-200g/l硫酸、20-40g/l柠檬酸、30-80g/l磺基水杨酸、10-15g/l乙二胺四乙酸二钠以及添加剂；滴加的全部氢氟酸在电解液中的浓度为5-8g/l；

10、所述添加剂为甘油、硫酸盐、六亚甲基四胺，它们在电解液中的浓度为：5-10g/l甘油、2-5g/l硫酸盐、0.5-0.8g/l六亚甲基四胺；

11、所述硫酸盐为硫酸镍、硫酸锰、硫酸钙和硫酸钡中的一种或多种；

12、所述的惰性材料为石墨、银或铂。

13、所述阳极氧化电源为脉冲电源。

14、所述阳极氧化电源电压为50-70v，电流密度为1.5-2.5a/dm2，占空比为70％-80％。

15、所述预处理工艺包括脱脂处理、碱液侵蚀、酸洗去渣及抛光去灰。

16、还包括如下步骤：将完成表面处理的工件进行封孔工艺：水质为蒸馏水、水温为95-100℃、封孔时间为50-60分钟，ph值为5-7。

17、所述阳极氧化时间为45-50分钟。

18、所述的免热处理压铸铝合金为牌号是yl112、yl113、yl101、yl104或yl108的免热处理压铸铝合金。

19、本发明还提供了一种汽车压铸铝合金零件，所述铝合金为免热处理铝合金，采用上述汽车压铸铝合金零件表面处理工艺制得。

20、表面氧化膜的厚度为30-50μm，硬度为450-550hv，且表面无明显黑点和硅，表面一致性高。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明提出了在电解液中增加氢氟酸，首先氢氟酸浓度控制在5-8g/l，不能过高也不能过低，过高一方面影响膜的生成速度，另一方面影响电解过程的顺利进行，过低不能对si元素进行清除，影响膜厚度一致性。本发明在电解质中增加5-8g/l氢氟酸，但是为了防止氢氟酸对氧化膜的影响，加入了磺基水杨酸，磺基水杨酸在电解过程中大量附着于氧化膜上，而在si粒子表面附着较少，有助于氢氟酸对si粒子的反应。此外，柠檬酸与铝离子络合产物与磺基水杨酸协同作用可以去除氧化膜表面的黑色斑点。本发明经过表面处理的铝合金表面氧化膜厚度为30-50μm，硬度为450-550hv，且表面无明显黑点和si粒子，表面一致性高。

技术特征：

1.一种汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为该工艺包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为所述硫酸盐为硫酸镍、硫酸锰、硫酸钙和硫酸钡中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为所述的惰性材料为石墨、银或铂。

4.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为所述阳极氧化电源为脉冲电源。

5.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为方式一或方式二中所述阳极氧化电源电压为50-70v，所述阳极氧化时间为45-50分钟；电流密度为1.5-2.5a/dm2，占空比为70％-80％。

6.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为所述预处理工艺包括脱脂处理、碱液侵蚀、酸洗去渣及抛光去灰。

7.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为还包括如下步骤：将完成表面处理的工件进行封孔工艺：水质为蒸馏水、水温为95-100℃、封孔时间为50-60分钟，ph值为5-7。

8.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为表面氧化膜的厚度为30-50μm，硬度为450-550hv，且表面无黑点和硅。

9.如权利要求1所述的汽车压铸铝合金零件表面处理工艺，其特征为所述的免热处理压铸铝合金为牌号是yl112、yl113、yl101、yl104或yl108的免热处理压铸铝合金。

技术总结本发明为一种汽车压铸铝合金零件表面处理工艺。该工艺针对免热处理铝合金，再通过在电解液中添加氟化氢，经电解完成零件表面的处理；电解液包括150‑200g/L硫酸、20‑40g/L柠檬酸、30‑80g/L磺基水杨酸、5‑8g/L氢氟酸、10‑15g/L乙二胺四乙酸二钠以及添加剂。本发明在铝合金表面形成的氧化膜厚度为30‑50μm，硬度为450‑550Hv，且表面无明显黑点和硅，表面一致性高。技术研发人员：李晶琨,刘永跃,陈王海,金海威,贾永闯,李国禄,付彬国,董天顺受保护的技术使用者：河北工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23