压铸铝氧化本色的工艺流程需针对压铸铝的材质特性(含气孔、杂质多、成分复杂)进行针对性设计,核心是通过前处理消除缺陷,再经阳极氧化形成均匀的自然色氧化膜,最后封孔提升性能。

一、前处理阶段(关键环节,决定氧化效果)
前处理的目的是清除表面油污、杂质、氧化皮,掩盖气孔和缩松缺陷,为后续氧化提供均匀的基底。
除油
作用:清除压铸过程中残留的脱模剂(蜡质、硅油)、切削油、手印等油污,避免氧化膜出现针孔、鼓泡。
方法:
碱性除油:使用 5%-10% 的氢氧化钠溶液(或专用除油剂),温度 60-80℃,浸泡 5-10 分钟,通过皂化反应去除油脂;
溶剂除油:对顽固脱模剂,可先用三氯乙烯、酒精等有机溶剂擦拭或超声清洗,再配合碱性除油。
注意:避免长时间强碱浸泡,防止压铸铝表面的硅颗粒(合金成分)暴露,导致后续氧化发灰。
酸洗 / 碱蚀(去氧化皮 + 调整表面)
作用:去除表面自然氧化膜,溶解微小杂质,并通过轻微腐蚀使表面气孔、缩松变得平滑(减少氧化膜不均)。
方法:
酸洗:常用 10%-15% 的硝酸溶液(或硝酸 + 氢氟酸混合液),室温浸泡 3-5 分钟,溶解氧化皮和游离硅,同时抑制铝基体过度腐蚀;
碱蚀:对表面粗糙的工件,可用 1%-3% 的氢氧化钠溶液,温度 40-50℃,浸泡 1-2 分钟,通过选择性腐蚀使表面更均匀(需严格控制时间,避免过腐蚀导致表面过暗)。
中和
作用:消除前序步骤残留的碱性或酸性物质(如碱蚀后的氢氧化钠、酸洗后的硝酸),防止后续氧化槽液被污染,导致氧化膜不均。
方法:使用 2%-5% 的硝酸溶液(或硫酸溶液),室温浸泡 2-3 分钟,直至工件表面无挂灰、无残留药剂。
水洗(贯穿前处理各步骤)
每道化学处理后必须用流动清水冲洗 2-3 次,确保工件表面无药剂残留(尤其是缝隙、盲孔处),否则会影响下一道工序的效果。
二、阳极氧化阶段(形成本色氧化膜)
通过电解反应在铝表面生成均匀的 Al₂O₃氧化膜,膜层本身呈现自然金属色(银白色、浅灰色等),无需染色。
工艺选择
主流采用硫酸阳极氧化(成本低、易控制),少数高端场景用草酸氧化(膜层更致密,但成本高)。
工艺参数
电解液:10%-20% 的硫酸溶液(浓度过高易导致膜层疏松,过低则膜层生长慢);
温度:15-25℃(温度过高会加速膜层溶解,导致膜层薄且软;过低则膜层脆硬,易开裂);
电流密度:1-2A/dm²(电流过大易烧蚀表面,过小则膜层生长缓慢);
时间:10-30 分钟(根据膜厚需求调整,本色氧化膜厚通常控制在 5-20μm,过厚易出现发灰、粗糙)。
反应原理
工件作为阳极,铅板作为阴极,通电后铝表面发生氧化反应:
阳极(铝):2Al - 6e⁻ + 3H₂O → Al₂O₃ + 6H⁺
氧化膜逐渐生长,呈现与铝合金成分匹配的自然色泽(含硅量高则偏灰,纯铝成分高则偏亮白)。
三、后处理阶段(提升膜层性能)
氧化膜为多孔结构(孔隙直径约 0.01-0.1μm),需通过封孔填充孔隙,增强耐腐蚀性和耐磨性。
封孔处理
常用热水封孔(适合本色氧化,不影响色泽):将工件放入 95℃以上的纯水中,浸泡 20-30 分钟,利用氧化膜的水化反应(Al₂O₃ + 3H₂O → Al₂O₃・3H₂O)使膜层体积膨胀,堵塞孔隙;
其他方法:蒸汽封孔(效率高,适合批量生产)、镍盐封孔(耐腐蚀性更强,但可能轻微影响本色,需控制浓度)。
干燥
封孔后用压缩空气吹干表面水分,或在 60-80℃烘箱中烘干(避免高温导致膜层开裂)。
检验
外观:检查氧化膜色泽是否均匀(无局部发黑、露底),有无划伤、针孔;
性能:通过盐雾测试(评估耐腐蚀性)、铅笔硬度测试(评估耐磨性)确认是否达标。