鑄(zhu)造鋁(lv)合(he)金是(shi)(shi)目前廣泛應用(yong)的(de)工(gong)程(cheng)材(cai)料之一，可(ke)分為鋁(lv)-硅(gui)，鎢-銅，鋁(lv)-鎂和鋁(lv)-鋅等(deng)(deng)種類(lei)，其中以鋁(lv)-硅(gui)系鑄(zhu)鋁(lv)合(he)金的(de)應用(yong)最廣。鑄(zhu)鋁(lv)合(he)金大(da)量應用(yong)于汽(qi)車、摩托車工(gong)業，航空航天工(gong)業、船舶(bo)、潛艇工(gong)業，特別是(shi)(shi)作為框架(jia)、支架(jia)等(deng)(deng)結構件(jian)以及外裝零件(jian)如機匣(xia)殼(ke)體等(deng)(deng)。

　　鑄(zhu)鋁(lv)(lv)零件(jian)加(jia)工成型后，往往要(yao)(yao)求進行(xing)裝(zhuang)飾(shi)性表面(mian)(mian)處(chu)理(li)。鑄(zhu)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金零件(jian)表面(mian)(mian)狀況各處(chu)不同，有的(de)(de)部位是(shi)非加(jia)工表面(mian)(mian)，表面(mian)(mian)生(sheng)成氧(yang)化皮膜，油污(wu)重，有的(de)(de)部位是(shi)機加(jia)工表面(mian)(mian)，表面(mian)(mian)狀況良好。鑄(zhu)造鋁(lv)(lv)合(he)(he)金，特(te)別是(shi)鋁(lv)(lv)銅含量較高(gao)的(de)(de)鑄(zhu)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金，硅(gui)銅的(de)(de)加(jia)入大大提高(gao)了(le)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金的(de)(de)強度，卻增加(jia)了(le)表面(mian)(mian)精(jing)飾(shi)加(jia)工困難。某些(xie)型號的(de)(de)鑄(zhu)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金是(shi)不能進行(xing)電鍍(du)或陽(yang)(yang)極氧(yang)化處(chu)理(li)的(de)(de)。比(bi)如對含Cu2%～2.5%Si7.5%～12%的(de)(de)鑄(zhu)鋁(lv)(lv)合(he)(he)金，無論電鍍(du)或陽(yang)(yang)極氧(yang)化處(chu)理(li)都是(shi)相當困難的(de)(de)，要(yao)(yao)保(bao)證電鍍(du)或陽(yang)(yang)極氧(yang)化的(de)(de)順利進行(xing)，往往要(yao)(yao)有特(te)殊的(de)(de)前(qian)處(chu)理(li)。

　　某產品(pin)殼匣類(lei)零(ling)件，是硅(gui)銅(tong)含量較高的(de)壓鑄鋁合(he)金，經過機械加(jia)工(gong)成型。根據產品(pin)零(ling)件設計要(yao)求，產品(pin)零(ling)件需(xu)表面(mian)精飾加(jia)工(gong)和強(qiang)化(hua)。我(wo)們經過反復工(gong)藝試驗，選擇了無色化(hua)學氧化(hua)方(fang)法獲(huo)得膜層質量良好。

　　2　工藝流程

　　化學氧化方法(fa)主要分為4個步驟:

　　①噴丸處理。

　　②活化處理。

　　③無色(se)化(hua)學氧化(hua)成膜。

　　④檢驗入庫。工藝流程如下(xia):

　　噴丸(wan)(wan)前(qian)驗(yan)(yan)收→噴丸(wan)(wan)處理→活化處理→流(liu)動(dong)水(shui)(shui)洗(xi)→無色化學氧(yang)化→流(liu)動(dong)水(shui)(shui)洗(xi)→吹干(gan)→檢驗(yan)(yan)入庫。

　　2.1　噴丸處(chu)理

　　①噴(pen)丸(wan)強化(hua)并(bing)為化(hua)學氧化(hua)成膜做好前處理準備(bei)對鑄(zhu)鋁(lv)零(ling)(ling)件(jian)表面(mian)進行噴(pen)砂處理，雖然(ran)可以去除鑄(zhu)鋁(lv)零(ling)(ling)件(jian)表面(mian)油污、氧化(hua)皮(pi)及毛刺等，并(bing)使表面(mian)產生壓應力而得到強化(hua)。但(dan)表面(mian)粗糙而無金屬(shu)光澤。

　　鑄(zhu)鋁零件(jian)表(biao)面在70～90℃堿性(xing)除油(you)(you)腐(fu)蝕(shi)溶液處理雖(sui)能夠有(you)(you)效(xiao)地清潔零件(jian)表(biao)面，但由于零件(jian)表(biao)面狀況不同，有(you)(you)非加(jia)(jia)工(gong)表(biao)面、有(you)(you)經加(jia)(jia)工(gong)的表(biao)面，除油(you)(you)腐(fu)蝕(shi)時間不易控制。如(ru)果(guo)除油(you)(you)腐(fu)蝕(shi)時間過長，往往發生(sheng)不均勻腐(fu)蝕(shi)。而且(qie)(qie)除油(you)(you)腐(fu)蝕(shi)過度，也會使零件(jian)表(biao)面粗(cu)糙且(qie)(qie)無金屬光澤，不能產生(sheng)壓應力而強化表(biao)面。

　　本工藝采用玻璃(li)球丸(wan)進行噴(pen)丸(wan)處理(li)(li)。球狀玻璃(li)丸(wan)噴(pen)射到(dao)鑄鋁(lv)零(ling)(ling)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)不(bu)僅能有效地去除油斑污跡，氧化(hua)皮等，而(er)且(qie)在零(ling)(ling)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)形成許多微小(xiao)半圓形表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)，經(jing)光(guang)(guang)線反射，呈(cheng)現金(jin)屬光(guang)(guang)澤，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)粗糙度得到(dao)明(ming)顯的(de)改觀(guan)。而(er)且(qie)噴(pen)丸(wan)處理(li)(li)還能使(shi)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)產(chan)(chan)生壓應力，提高表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)疲(pi)勞壽命，降低表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)對應力腐蝕(shi)的(de)敏感性，大(da)大(da)強(qiang)化(hua)了零(ling)(ling)件(jian)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)。經(jing)化(hua)學氧化(hua)處理(li)(li)的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)可(ke)生成致密而(er)光(guang)(guang)亮的(de)氧化(hua)膜層，完(wan)全(quan)滿足產(chan)(chan)品設計要(yao)求。因此(ci)我(wo)們(men)選用了噴(pen)丸(wan)強(qiang)化(hua)處理(li)(li)作為化(hua)學氧化(hua)成膜的(de)前(qian)處理(li)(li)工序。

　　玻璃(li)球(qiu)噴(pen)丸處理(li)一般控制噴(pen)射(she)距離(li)為200～350mm，噴(pen)射(she)角60～70℃，噴(pen)射(she)壓力5kg/mm2，注意避免零件(jian)表面局部區域(yu)長時(shi)間噴(pen)射(she)。

　　2.2　活化(hua)處理

　　②為保持零件(jian)(jian)表面壓應力層不受破壞，對已經噴丸強化(hua)(hua)處理的(de)鑄鋁零件(jian)(jian)表面進行活化(hua)(hua)處理。

　　活(huo)化處理(li)溶液成分:

　　HNO3(d=1.42)　　60%

　　HF(40%)　　　　　20%

　　室溫活化浸漬時間　1～5s

　　2.3　化學氧化成膜

　　鑄鋁合金零件(jian)經噴丸強(qiang)化(hua)、活化(hua)處理后(hou)應及(ji)時進行化(hua)學(xue)氧化(hua)處理。以生成均勻(yun)、無色透明的氧化(hua)膜(mo)層。

　　化學氧化有以下A、B兩(liang)配方，可任選其一:

　　配方A:

　　重(zhong)鉻酸鈉(na)(Na2Cr2O7)　　　　3～3.5g/L

　　鉻酐(gan)(CrO3)　　　　　　　　　3～5g/L

　　氟化(hua)鈉(NaF)　　　　　　　　　0.5～0.8g/L

　　氧(yang)化(hua)溫度　　　　　　　　　　　室(shi)溫

　　氧化(hua)時間　　　　　　　　　　　3～5min

　　配方B:

　　重鉻酸(suan)鉀(K2Cr2O7)　　　　　　0.8～lg/L

　　氫氟酸(suan)(HF40%)　　　　　　　　0.25～0.5ml/L

　　非離(li)子型表面活性劑　　　　　　適(shi)量(liang)

　　pH　　　　　　　　　　　　　　2.7～3.5

　　氧化(hua)溫(wen)度　　　　　　　　　　　20～40℃

　　氧化時間(jian)　　　　　　　　　　　30～90s

　　配方中重(zhong)鉻(ge)(ge)酸鈉(na)、鉻(ge)(ge)酐、重(zhong)鉻(ge)(ge)酸鉀、及(ji)氟化鈉(na)、氫氟酸提供(gong)重(zhong)鉻(ge)(ge)酸根(gen)離(li)子(zi)和氟離(li)子(zi)，在(zai)化學氧(yang)(yang)化成(cheng)(cheng)膜(mo)過程中起(qi)重(zhong)要作用。重(zhong)鉻(ge)(ge)酸根(gen)離(li)子(zi)是(shi)氧(yang)(yang)化劑(ji)，是(shi)促(cu)使氧(yang)(yang)化膜(mo)生成(cheng)(cheng)的(de)主要成(cheng)(cheng)分。氟離(li)子(zi)是(shi)活化劑(ji)，它與重(zhong)鉻(ge)(ge)酸根(gen)離(li)子(zi)共同(tong)作用，有利于生成(cheng)(cheng)致密的(de)氧(yang)(yang)化膜(mo)層，須嚴格控制二(er)者的(de)含量和比例。化學氧(yang)(yang)化溶液的(de)pH 值(zhi)要控制在(zai)規定(ding)的(de)范圍內，用稀HNO3或NaOH溶液調整。

　　氧化溶液(ye)中添加適量的(de)非離子型表(biao)面活(huo)性劑(ji)有利于(yu)增強溶液(ye)和零(ling)件表(biao)面的(de)潤濕性，有效地提高產(chan)品零(ling)件表(biao)面的(de)氧化膜質量。

　　當溫度(du)(du)低時(shi)，氧化成(cheng)膜(mo)(mo)反應較慢，溫度(du)(du)升高(gao)則(ze)反應速度(du)(du)加(jia)快。溶液溫度(du)(du)超過40℃時(shi)，氧化膜(mo)(mo)將粉化，所以，氧化成(cheng)膜(mo)(mo)溫度(du)(du)以25～30℃為(wei)佳。

　　當(dang)氧(yang)(yang)化溶液(ye)中鋁離子含量(liang)不(bu)斷升(sheng)(sheng)高，pH 值上(shang)升(sheng)(sheng)超過控制范圍(wei)時(shi)，氧(yang)(yang)化膜質量(liang)低劣。這(zhe)時(shi)應(ying)該及時(shi)部(bu)份或全部(bu)更換氧(yang)(yang)化溶液(ye)。

　　2.4　檢(jian)查驗收

　　鑄(zhu)鋁零(ling)件化學氧(yang)(yang)化處理后，清(qing)洗(xi)吹(chui)干(gan)，接著對氧(yang)(yang)化膜(mo)層進行(xing)檢查。氧(yang)(yang)化膜(mo)不完整或(huo)膜(mo)層疏松(song)、掛灰的零(ling)件，要進行(xing)返修，重新氧(yang)(yang)化。