本發明涉及鋁合金表面處理技術領域，尤其涉及一種壓鑄鋁合金的陽極氧化方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，越來越多的人重視產品的外觀及質感。以手機為例，目前行業內軟硬件方面日趨同質化，而外觀質感、材質工藝在行業競爭中顯得越來越重要。金屬材料在手機及其他電子產品中應用越來越廣泛。金屬制品的表面裝飾方法主要為陽極氧化。
擠型純鋁合金陽極氧化是較為成熟的表面處理技術，如6061、6063成分的鋁合金，但是這種鋁合金具有較大的局限性，難以制備得到結構復雜的零件。相對于純鋁合金，壓鑄鋁合金的應用較為廣泛，如adc1、a360、yl102等鋁合金，適于制備結構復雜的產品。但是壓鑄鋁合金進行陽極氧化處理后膜層往往有色差，黃斑等不良外觀，良品率較低。
因此，如何提高壓鑄鋁合金陽極氧化后的良品率，已成為本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種壓鑄鋁合金的陽極氧化方法，本發明提供的方法使壓鑄鋁合金陽極氧化后具有較高的良品率。
本發明提供了一種壓鑄鋁合金的陽極氧化方法，包括：
將壓鑄鋁合金進行陽極氧化；
所述壓鑄鋁合金的成分為：
7.5～8.5wt％的si；
2～4wt％的cu；
0.6～1.0wt％的zn；
＜0.3wt％的mg；
＜0.5wt％的mn；
＜1.3wt％的fe；
＜0.1wt％的ti；
＜0.5wt％的ni；
＜0.1wt％的pb，
余量為al。
優選的，所述陽極氧化的電壓為16～18v。
優選的，所述陽極氧化的溫度為18～22℃。
優選的，所述陽極氧化的時間為60～70分鐘。
優選的，將壓鑄鋁合金進行陽極氧化之前還包括：
將壓鑄鋁合金進行除油、堿蝕、出光和磁力研磨。
優選的，所述除油的溫度為55～65℃；
所述除油的時間為180～220秒；
所述堿蝕的溫度為60～70℃；
所述堿蝕的時間為10～20秒。
優選的，所述出光的試劑包括硝酸和氫氟酸；
所述出光的溫度為15～25℃；
所述出光的時間為8～15秒。
優選的，所述磁力研磨的頻率為30～35hz；
所述磁力研磨的溫度為15～25℃；
所述磁力研磨的時間為15～1200秒。
優選的，進行陽極氧化后還包括：
將陽極氧化后的產品進行染色、封孔、磁力研磨和燒烤。
優選的，所述染色的ph值為4.5～6.5；
所述染色的時間為100～200秒；
所述封孔的溫度為75～85℃；
所述封孔的時間為480～600秒。
與現有技術相比，本發明通過改進壓鑄鋁合金的合金成分提高了壓鑄鋁合金陽極氧化后的良品率。本發明通過降低壓鑄鋁合金中si的含量避免了鋁合金在陽極氧化后出現異色，提高了良品率；而且，本發明在降低si的同時提高了cu和zn的含量，在不影響鋁合金陽極氧化效果的同時，使鋁合金在壓鑄過程中依然具有良好的流動性，利于壓鑄成型，使得到壓鑄鋁合金具有良好的機械性能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的壓鑄鋁合金的陽極氧化方法的工藝流程圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
本發明提供了一種壓鑄鋁合金的陽極氧化方法，包括：
將壓鑄鋁合金進行陽極氧化；
所述壓鑄鋁合金的成分為：
7.5～8.5wt％的si；
2～4wt％的cu；
0.6～1.0wt％的zn；
＜0.3wt％的mg；
＜0.5wt％的mn；
＜1.3wt％的fe；
＜0.1wt％的ti；
＜0.5wt％的ni；
＜0.1wt％的pb，
余量為al。
在本發明中，所述壓鑄鋁合金中si的質量含量優選為7.8～8.2％，更優選為8％；cu的質量含量優選為2.5～3.5％，更優選為2.8～3.2％，最優選為3％；zn的質量含量優選為0.7～0.9％，更優選為0.8％；mg的質量含量優選為0.05～0.25％，更優選為0.08～0.22％，最優選為0.2％；mn的質量含量優選為0.1～0.4％，更優選為0.2～0.3％，最優選為0.25％；fe的質量含量優選為0.1～1％，更優選為0.3～0.7％，最優選為0.4～0.6％；ni的質量含量優選為0.1～0.4％，更優選為0.2～0.3％，最優選為0.25。
本發明對所述壓鑄鋁合金的來源沒有特殊的限制，按照本領域技術人員熟知的壓鑄鋁合金的制備方法制備得到相應成分的壓鑄鋁合金即可，如可在壓鑄機上通過澆注壓射、保壓等工序制備得到。
本發明對所述壓鑄鋁合金的陽極氧化方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的陽極氧化的技術方案對壓鑄鋁合金進行陽極氧化即可。在本發明中，將壓鑄鋁合金進行陽極氧化之前優選還包括：將壓鑄鋁合金進行除油、堿蝕、出光和磁力研磨。在本發明中，將壓鑄鋁合金進行陽極氧化之后優選還包括：將陽極氧化后得到的產品進行染色、封孔、磁力研磨和燒烤。在本發明中，所述除油、堿蝕、出光和磁力研磨工序之間優選包括水洗。在本發明中，所述陽極氧化和染色的工序之間優選包括水洗。
本發明提供的壓鑄鋁合金的陽極氧化方法的工藝流程優選如圖1所示，圖1為本發明實施例提供的壓鑄鋁合金的陽極氧化方法的工藝流程圖：將壓鑄鋁合金依次進行除油、兩次水洗、堿蝕、兩次水洗、出光、兩次水洗、磁力研磨、陽極氧化、兩次水洗、染色、封孔、磁力研磨和燒烤。
本發明對所述除油的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的除油的技術方案即可，如采用熱堿液對壓鑄鋁合金表面的油脂進行皂化和乳化，以去除油脂。在本發明中，所述除油的溫度優選為55～65℃，更優選為58～62℃，最優選為60℃。在本發明中，所述除油的時間優選為180～220℃，更優選為190～210℃，最優選為200℃。在本發明中，所述除油過程中的開槽濃度優選為25～35g/l，更優選為30g/l。
除油完成后，本發明優選將得到的除油后的產品進行水洗，所述水洗的次數優選為兩次。本發明對所述水洗的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的水洗的技術方案即可，如先進行熱水洗，洗除乳化油脂；再進行冷水洗，通過冷水流動清洗，提高產品的清潔度。
所述水洗完成后，本發明優選將水洗后的產品進行堿蝕，本發明對所述堿蝕的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的堿蝕的技術方案即可，堿蝕是對除油的補充處理，以進一步清潔產品表面的油污，清除產品表面的自然氧化膜以及輕微的劃擦傷。在本發明中，所述堿蝕的試劑優選為naoh；所述堿蝕過程中的開槽濃度優選為60～80g/l，更優選為65～75g/l，最優選為70g/l。在本發明中，所述堿蝕的溫度優選為60～70℃，更優選為65℃。在本發明中，所述堿蝕的時間優選為10～20秒，更優選為15秒。
所述堿蝕完成后，本發明優選將堿蝕后的產品進行水洗，所述水洗的次數優選為兩次。本發明對所述水洗方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的水洗技術方案，如先進行熱水洗，溶解并清洗堿蝕溶劑，再進行流動冷水洗，通過冷水流動清洗提高制品的表面清潔度。
所述水洗完成后，本發明優選將水洗后的產品進行出光。本發明對所述出光的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的出光的技術方案即可，利用硝酸出光清除制品表面的氧化皮或不溶物，使制品表面露出結晶層。在本發明中，所述出光的試劑優選為硝酸和氫氟酸；所述硝酸和氫氟酸的質量比優選為(8～12)：1，更優選為10:1。在本發明中，所述出光的溫度優選為15～25℃，更優選為20℃；所述出光的時間優選為8～15秒，更優選為10～12秒。
所述出光完成后，本發明優選將出光后的產品進行水洗，所述水洗的次數優選為兩次。本發明對所述水洗的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的水洗的技術方案即可，通過水洗去除產品表面攜帶的酸堿跟隨離子，避免進入后續工序導致不良現象產生；可先進行熱水洗，再進行流動冷水洗。
所述水洗完成后，本發明優選將水洗后的產品進行磁力研磨。本發明對所述磁力研磨的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的磁力研磨的技術方案即可。在本發明中，所述磁力研磨的頻率優選為30～35hz；所述磁力研磨的溫度優選為15～25℃，更優選為20℃；所述磁力研磨的時間優選為15～1200秒，更優選為50～1000秒，更優選為100～800秒，最優選為300～500秒。本發明對所述磁力研磨過程中使用的亮光劑沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的拋光亮光劑即可，可由市場購買獲得。在本發明中，所述磁力研磨的鋼針規格優選為
所述磁力研磨完成后，本發明將磁力研磨后的產品進行陽極氧化。在本發明中，所述陽極氧化的電壓優選為16～18v；所述陽極氧化的溫度優選為18～22℃；所述陽極氧化的時間優選為60～70分鐘，更優選為65分鐘；所述陽極氧化的試劑優選為硫酸；所述硫酸的開槽濃度優選為200～260g/l，更優選為220～240g/l，最優選為230g/l。
所述陽極氧化完成后，本發明優選將陽極氧化后的產品進行水洗，所述水性的次數優選為兩次。本發明對所述水洗的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的水洗技術方案即可，如冷水清洗、熱水清洗或超聲波清洗，對經陽極氧化后的制品表面進行清理。
所述水洗完成后，本發明優選將水洗后的產品進行染色。本發明對所述染色的具體方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的染色的技術方案即可，本領域技術人員可根據實際需要進行染色。在本發明中，所述染色的ph值優選為4.5～6.5，更優選為5；所述染色的溫度優選為20～30℃，更優選為22～28℃，最優選為25℃；所述染色的時間優選為100～200秒，更優選為120～180秒，最優選為140～160秒。
所述染色完成后，本發明優選將染色后的產物進行水洗，所述水洗的次數優選為兩次。本發明對所述水洗的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的水洗技術方案即可，如先進行熱水洗，再進行流動冷水洗。
所述水洗完成后，本發明優選將水洗后的產品進行封孔。本發明對所述封孔的方法沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的封孔的技術方案即可。在本發明中，所述封孔的溫度優選為75～85℃，更優選為80℃；所述封孔的時間優選為480～600秒，更優選為500～550秒。本發明對封孔的封孔劑沒有特殊的限制，采用本領域技術人員熟知的封孔劑即可，如醋酸鎳，可由市場購買獲得；所述封孔劑的開槽濃度優選為5～15g/l，更優選為8～12g/l，最優選為10g/l。
所述封孔完成后，本發明優選將封孔后的產品再次進行磁力研磨；所述磁力研磨的頻率優選為40～60hz，更優選為45～55hz，最優選為50hz；所述磁力研磨的溫度優選為15～25℃，更優選為20℃；所述磁力研磨的時間優選為10～900秒，更優選為50～800秒，更優選為100～600秒，最優選為300～500秒；所述磁力研磨的鋼針規格優選為
所述磁力研磨完成后，本發明優選將得到的磁力研磨后的產品進行燒烤；所述燒烤的溫度優選為60～80℃，更優選為70℃；所述燒烤的時間優選為10～900秒，更優選為50～800秒，更優選為100～600秒，最優選為300～500秒。
本發明以下實施例所用原料均為市售商品。
實施例1
將銅粉、鐵粉、錳粉、鉻粉、鉛粉、純鋁定以及鈦絲加入熔爐，爐溫設置在700～950℃，同時使用精煉器輸入氮氣到熔爐，并使用電磁攪拌，初次精煉10～30min；再加入硅合金和純鎂粉進行攪拌，使用精煉器輸入氮氣，精煉15～20min，得到熔煉后的鋁合金水；將鋁合金水靜置冷卻15min后壓鑄機中壓鑄成型，得到壓鑄鋁合金。
本發明實施例1制備得到的壓鑄鋁合金的成分為：
7.5wt％的si，2.0wt％的cu，0.6wt％的zn，0.1wt％的mg，0.1wt％的mn，0.3wt％的fe，0.05wt％的ti，0.1wt％的ni，0.05wt％的pb，余量為al。
實施例2
將實施例1制備得到的壓鑄鋁合金放置在熱堿液中進行除油，除油溫度為60℃，時間為200s，開槽濃度為30g/l；將除油后的產品先進行熱水洗，然后再進行流動的冷水洗；
將水洗后的產品浸漬在70g/l，溫度為65℃的氫氧化鈉溶液中15s進行堿蝕；將堿蝕后的產品先進行熱水洗，再進行流動的冷水洗；
將水洗后的產品在20℃浸漬在質量比為10:1的硝酸和氫氟酸形成的溶液中12s進行出光；將出光后的產品先進行熱水洗，再進行流動的冷水洗；
將水洗后的產品在35hz、20℃下進行5分鐘的磁力研磨后進行12分鐘的烤干，磁力研磨鋼針規格為
將磁力研磨后的產品采用開槽濃度為230g/l的硫酸進行陽極氧化，陽極氧化電壓為17v，溫度為20℃，時間為65分鐘；將陽極氧化后的產品先用熱水洗，再用流動的冷水洗；
將水洗后的產品在25℃、ph值為5.5的條件下進行150s的染色；將染色后的產品先用熱水洗再用流動的冷水洗；
將水洗后的產品在80℃下浸漬在10g/l醋酸鎳封孔劑中550s進行封孔；
將封孔后的產品在50hz、20℃下進行10分鐘的磁力研磨，磁力研磨鋼針規格為
將磁力研磨后的產品在70℃下燒烤5分鐘，得到陽極氧化后的鋁合金。
實施例3
按照實施例2的方法制備得到陽極氧化后的鋁合金，與實施例2不同的是采用實施例1的方法制備得到壓鑄鋁合金，壓鑄鋁合金的成分為：
8.5wt％的si，4.0wt％的cu，0.9wt％的zn，0.25wt％的mg，0.4wt％的mn，1wt％的fe，0.05wt％的ti，0.4wt％的ni，0.05wt％的pb，余量為al。
實施例4
按照實施例2的方法制備得到陽極氧化后的鋁合金，與實施例2不同的是采用實施例1的方法制備得到壓鑄鋁合金，壓鑄鋁合金的成分為：
8wt％的si，3.0wt％的cu，0.8wt％的zn，0.2wt％的mg，0.2wt％的mn，0.7wt％的fe，0.05wt％的ti，0.3wt％的ni，0.05wt％的pb，余量為al。
比較例1
按照實施例2的方法制備得到陽極氧化后的鋁合金，與實施例2不同的是采用yl102牌號的壓鑄鋁合金。
比較例2
按照實施例2的方法制備得到陽極氧化后的鋁合金，與實施例2不同的是采用adc1牌號的壓鑄鋁合金。
比較例3
按照實施例2的方法制備得到陽極氧化后的鋁合金，與實施例2不同的是采用a360牌號的壓鑄鋁合金。
實施例5
將本發明實施例4以及比較例1～3得到的陽極氧化后的鋁合金進行力學性能檢測，檢測結果如表1所示，表1為本發明實施例和比較例得到的鋁合金成分、性能以及檢測標準。
表1本發明實施例和比較例得到的鋁合金的成分、性能以及檢測標準
實施例6
對本發明實施例2～4以及比較例1～3得到的陽極氧化后的鋁合金的表面氧化效果進行檢測，檢測結果如表2所示，表2為本發明實施例和比較例得到的鋁合金表面氧化效果。
表2本發明實施例和比較例得到的鋁合金的表面氧化效果
由以表1和表2可以看出，本發明通過對壓鑄鋁合金的成分進行調整，在保證鋁合金具有較好的壓鑄性能的情況下(本發明與現有技術中的壓鑄鋁合金機械性能相當)，提高了鋁合金陽極氧化后的良品率(本發明陽極氧化后外觀質量較好)。與現有技術(陽極氧化前除硅和增加pvd涂層處理，對壓鑄鋁合金表面的共晶硅進行處理)相比，本發明提供的方法工藝簡單，成本較低(節省了對表面共晶硅的處理成本)。
由以上實施例可知，本發明提供了一種壓鑄鋁合金的陽極氧化方法，包括：將壓鑄鋁合金進行陽極氧化；所述壓鑄鋁合金的成分為：7.5～8.5wt％的si；2～4wt％的cu；0.6～1.0wt％的zn；＜0.3wt％的mg；＜0.5wt％的mn；＜1.3wt％的fe；＜0.1wt％的ti；＜0.5wt％的ni；＜0.1wt％的pb，余量為al。與現有技術相比，本發明通過改進鋁合金的成分降低si的含量同時提高cu和zn的含量，在保證鋁合金具有良好壓鑄性能的情況下，使鋁合金陽極氧化后具有較高的良品率。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。