铝合金制品的表面处理
第一章概述
一、铝及铝合金表面处理的目的：（主要指阳极氧化）
1、防腐蚀
天然氧化膜→薄，
阳极氧化膜→厚≥10μm
漆膜→耐磨、耐蚀、耐光、耐候
2、防护—装饰
形成微孔人工氧化膜后，可染成各种颜色和图案。
3、功能作用
绝缘性≥100μm
微孔渗渍硫化钼润滑剂→摩擦系数↓
电沉积磁性金属→磁性录音盘、记忆元件等等。
二、铝及其合金表面处理的分类
机械法、化学法、电化学法、阳极化膜后处理（见后面附录）三、铝型材表面处理产品种类
目前市场上常见的有：
1）阳极氧化（银白、砂白料）
2）阳极氧化+ 电解着色（浅古铜、古铜、黑色等）
3）电泳涂漆
4）静电喷漆、氟碳喷漆
5）静电粉末喷涂
第二章铝材阳极氧化前的处理
铝合金建筑型材生产工艺流程：
铝材装架→脱脂→水洗→碱蚀→水洗（二道）
→中和（出光）→水洗→阳极氧化（DC法）→水洗→封孔水洗→着色（AC法）→水洗
→水洗→卸架
第一节装架
一、方式：横吊式、竖吊式
纵吊式特点：
1、适合大批量生产：每批可装载大量铝材
2、减少装卸工人：减轻了装卸时的劳动力
3、降低生产成本：溶液带出量少，减少化学品消耗量，夹具不
浸入处理液中，减少夹具消耗量。
4、减少用水量：带出水量减少，耗水量及废水处理量减少。
适于生产能力在600吨/月以上。
目前，一般采用横吊式为多。
二、注意事项：（横吊式）
1）铝材要有一定倾角（3o~ 5o）→便于氧化时气泡逸出。
2）扎料要紧，导电杆脱模要干净→保证导电良好。
3）每根料之间间距应保证→防止色差。
4）避免不同型号、长度的料扎在一起着色→防止色差。
5）每次上料面积要一定，最好是对极面积的80%，最大100%。
第二节脱脂处理
一、目的：
除去制品表面的工艺润滑油、防锈油及其他污物，以保证在碱洗工序中，制品表面腐蚀均匀和碱洗槽的清洁，从面提高氧化制品质量。
二、油脂种类：
动物油、植物油→属皂化油，可与苛性碱发生皂化反应
矿物油→属非皂化油，不与苛性碱发生皂化反应
锯切液
三、脱脂方法与原理
1）有机溶剂：酒精、煤油、汽油、丙酮、甲苯、三氯乙烯、四氯化碳等。利用溶剂对油污很强的溶解能力将油除去。对
Al基体无腐蚀性。
2）表面活性剂：合成洗涤剂、金属清洗剂等。利用有效成份对油污的优良的皂化、乳化、分散、渗透能力将油污除去，对
铝基体无腐蚀作用。
3）碱性溶液：NaoH + 添加剂（乳化剂）
利用溶液中的某些碱性物质与油污发生皂化或乳化作用来达到除油污之目的。
皂化作用—→除去动、植物油
乳化作用—→除去矿物油
皂化反应：
C3H5（C17H35COO）3 ＋3NaOH→3C17H35COONa＋3C3H5（OH）3 硬脂酸苛性钠肥皂甘油
乳化作用：略
成份及其作用：
①NaOH：皂化反应，除油作用。
②Na2CO3（碳酸钠）、Na3PO4（磷酸三钠）：缓冲剂，保持溶液
PH＝10～11。
③硅酸钠（水玻璃）：湿润剂、乳化剂、分散剂，不易水洗去掉
4）酸性溶液
H2SO4、HNO3等
Al + H2SO4 = Al2（SO4）3 + H2↑
利用H2小泡包围油珠，离开铝表面层达到除油目的。
5）电解脱脂
即将制品放在碱性溶液中作为阴极而进行电解处理除去油污。
四、脱脂工艺制度
轻油级：
1）H2SO4150 ~ 250g/l 常温3 ~ 5分钟
2）HNO3150 ~ 200g/l 常温2 ~ 3分钟
3）HNO3120 ~ 150g/l
H2SO4120 ~80g/l 常温2 ~ 5分钟
重油级：
1）Na3PO440 ~ 60g/l （弱碱性）
NaOH 8 ~ 12g/l
Na2SiO320 ~ 30g/l 50 ~ 60℃ 2 ~ 3分钟
2）Na3PO430g/l
Na2CO320g/l 40℃ 2 ~ 3分钟
3）金属清洗剂
20 ~ 30g/l 常温 5 ~ 8分钟（根据说明书要求）
碱性除油工艺：
NaOH 10 ~ 15g/l ，添加剂20 ~ 30g/l ，45 ~ 60℃，3 ~ 7分钟
第三节碱蚀
一、目的：
1）除去铝材表面的自然氧化膜，使金属基体暴露出来，活化表面，有利于氧化着色。
2）整平基体表面，使其均匀一致。
3）调整金属光泽。
4）进一步除去铝材表面污物。
二、方法：
碱法、磷酸钠法、硫酸铬酸法等。
一般采用强碱热溶液。
三、碱蚀原理：
碱蚀过程主要有以下三步化学反应：
Al2O3 ＋2NaOH → 2NaAlO2 ＋H2O
2Al ＋2NaOH ＋2H2O → 2NaAlO2 ＋3H2↑
2NaAlO2 ＋4H2O →OH）3↓＋2NaOH
O3↓＋3H2O
2
第一步反应是除去铝材表面的天然氧化膜；
第二步是铝基体与碱反应，起整平表面的作用；
第三步是前二步反应所生成的偏铝酸钠不断水解，生成胶状的氢
氧化铝和苛性钠，氢氧化铝进而脱水变成Al2O3硬水铝石。
现在工业上普遍使用长寿命碱蚀添加剂。
四、添加剂的作用：
具有防止产生铝石、增光、整平、缓蚀等多种作用。
特点：
1）允许溶存Al3+铝量达100g/l（甚至120g/l）以上，而不会产生硬水铝石，即使偶有发生水解也不结块，易于清除。
2）具有缓蚀整平功能，碱蚀效果更好。
3）铝腐蚀率能保持在1 ~ 2%之间，减少铝溶蚀量及氢氧化钠消耗量。
成份：
一般有葡萄糖酸钠、酒石酸盐、柠檬酸盐、羧甲基纤维素等多元多组份的混合物。
五、碱蚀工艺：
NaOH：50 ~ 60 g/l，碱蚀添加剂：视说明书要求，温度：50 ~ 70℃
时间：视工艺要求
第四节中和（出光）
一、目的：①中和残碱，防止污染氧化槽。②洗去残留在表面的Cu、
Fe、Zn、Si、Mn等元素的氧化物（挂灰），光亮表面。
二、方法：
1）硝酸法：HNO3 150 ~ 250g/l，温度室温，时间：1 ~ 3分钟为氧化性酸，出光效果较好，但成本高，易污染氧化槽，烟雾大。
2）硫酸法：H2SO4 150 ~ 250g/l，温度：室温，时间：3 ~ 5 分钟。出光效果不甚理想，可加入少量氧化剂（HNO3、H2O2），以增强其氧化性，或加入添加剂。不污染氧化槽，成本低。
3）硝酸+ 氢氟酸（3 ：1体积比）
用于高硅铝合金、铸造铝合金。
第五节特殊要求预处理
一、消光处理
1、化学方法：
1）NaOH溶液（全面均匀腐蚀）
浓度：5～25%，温度：50～70℃，时间：1～10min
2）NH4HF +（NH4）2SO4溶液（斑点腐蚀）
3）NH4F溶液（斑点腐蚀）
浓度：3～5%，温度：20～40℃，时间：1～5min
2、电化学方法(电解消光处理法)：
1）HCl溶液
浓度：5 ~ 20%，温度：20～60℃，时间：1～2min，
电流密度：10～30A/dm2
2）HCl + H2SO4溶液
HCl浓度：0.3%，H2SO4浓度：1～2%，温度：75～80℃，时间：0.5～1min，电流密度：70A/dm2
3）HCl + NH4Cl溶液
3、机械方法：喷砂处理等等
第三章阳极氧化
一、目的：人为在制品表面生成（或加厚）氧化膜。
二、方法：化学氧化、阳极氧化
第一节化学氧化
化学氧化是在一定的温度下，使清洁的铝表面与氧化溶液中的氧发生反应而生成氧化膜的方法。
化学氧化膜与自然氧化膜相比，厚度要大100一200倍。与阳极氧化膜相比，具有以下特点：
（1）膜的生成速度快；
（2）处理设备简单，生产成本低；
（3）涂料附着性良好，耐蚀性优良；
（4）膜薄(0.5～3μm)而软，耐磨性和着色性较差。
因此，—般只用作防蚀涂漆膜的底层。在工业上，化学氧化常用于形状复杂的零件、室内装饰品以及屋面材料的氧化处理。
一、化学氧化原理
在一定温度下，在含有氧化剂（常用铬酸盐）和活化剂（常用碳酸盐）的溶液中，通过化学作用使铝离子和氧化溶液中的氧相互作用在制品表面生成一层致密氧化膜的方法。
溶液一方面应具有氧化能力，能使铝表面产生氧化膜，另一方面也应具有使氧化膜部分溶解而产生针孔的作用，促进氧化膜成长和厚度增加。但要使氧化膜在溶液中的生长速度必须大于溶解速度。
一般所采用的酸有HF、Na 2SiF4十酸、铬酸、酒石酸、磷酸等；采用的碱性盐为铬酸盐、磷酸盐等。
化学氧化所采用的溶液的种类是很多的，最常用的是含有碳酸钠作为活化剂的溶液中进行化学氧化处理。
二、化学氧化处理法
现代一般广泛使用的铝及铝合金的化学氧化膜的处理方法有：饱尔—福格耳法(BV法)、MBV法、E.W法、派卢明法、阿尔罗克法、阿洛克罗姆法等。
按溶液的组成可分为：
(1)以碳酸钠为主体；‘
(2)以铬酪或重铬酸盐为主体；
(3)以氟化物为主体
(4)以磷酸为主体。
作为铝合金建筑型材粉末喷涂前的预处理，常用的化学氧化膜有铬酸膜、磷酸膜和新开发的无铬膜。
第二节阳极氧化
所谓阳极氧化——即把铝型材人为阳极置于电解液中，利用电解作用在制品表面形成多孔性的氧化薄膜。
一、阳极氧化的种类
按电流形式分有：直流电阳极氧化、交流电阳极氧化、脉冲电流阳极氧化。
按电解液分：硫酸、草酸、磷酸、铬酸、混合酸及以磺基有机酸为主的自然着色阳极氧化。
按膜层性质分：普通膜、硬质膜、瓷质膜、光干涉膜
二、阳极氧化原理
铝氧极氧化的原理实际上就是水电解的原理。
阳极：Al－3e →Al3＋
6OH－→3H2O ＋3O2＋
2Al3＋＋3O2－→Al2O3＋热量（399卡）阴极：2H＋＋2e →H2
氧化膜的生成规律，可通过氧化过程的电压一时间曲线来详细说明。
条件：20%H2SO4水溶液，阳极电流密度D A＝1A/dm2，
温度22℃.
第一段（曲线ab段）：
在通电十几秒内电压急剧上升，这是由于铝表面形成了连续的、无孔的氧化膜，叫做活性层。由于它具有半导体整流作用，所以又叫阻挡层。
第二段（曲线bc段）：
当电压达到一定数值后，开始下降，一般比最高值下降10 ~ 15%，这是由于电解液对氧化膜的溶解作用所致，使铝表面产生无数微观孔穴，从而保证电流能够顺利通过。
第三段（曲线cd）：
阳极氧化经过20秒以后，电压下降至一定数值就趋于稳定，然后以缓慢的速度上升。这时无孔层的生成速度和溶解速度达到平衡，其厚度不再增加。但氧化反应并未停止，在每个孔穴底部，活性层通过溶解、再生，随时间延长而向纵深发展最后形成了六梭体蜂窝状氧
化膜结构，即多孔质层。
活性层厚度约为15×10－9m ，针孔内径为10～15×10－9m ，壁厚12～15×10－9m ，针孔密度大约为4～5亿个/m 2，硫酸阳极氧化膜的孔隙率为20 ~ 30%。
三、 氧化膜厚度
t I K ??=δ
δ—氧化膜厚度，μm
I —电流密度，A/dm 2
t —氧化时间，min
K 为常数，与电流效率和某一工艺条件下生成膜的密度或孔隙度有关。我国采取K = 0.25～0.26
例：某厂，20% H 2SO 4溶液，18～20℃，DC 法
D A ＝1.4A/dm 2 , t ＝30min , δ＝12～13μm.
由δ＝K ·I ·t →K ＝30
4.112?≈0.286 四、 直流硫酸阳极氧化工艺规范
电 流——直流电DC
电解液——硫 酸
铝及铝合金阳极氧化膜的优点：
1、可大大提高铝材表面的耐磨、耐蚀、耐光、耐候及着色性能。
2、由于氧化膜是由基体金属直接生成的，所以与基体结合牢固，很难用机械的方法从基体金属上分离去掉。
3、氧化膜有良好的绝缘性。
直流电硫酸阳极氧化工艺：
五、影响阳极氧化膜质量的因素：
1、硫酸浓度
浓度↓膜亮度↓从无色透明→灰色；溶液电阻↑→槽电压↑浪费电能；成膜速度↓（膜溶解速度↑）。
浓度↓膜质量软；电解质粘度↑→水洗困难。
工业实际使用范围150～200g/l.
2、电流密度
由δ=K·I·t可知：膜厚δ由I及t决定，I↑、t↓→生产率↑。
I大小对膜质量有影响：I↓膜结构致密、硬；I↑膜易“烧焦”，膜厚不均匀性↑（大面料、复杂料）。一般采用1.2～1.5A/dm2。
3、槽液温度
槽液温度↓（如0～5℃）氧化膜发脆, 膜层透明度与染色性能↓（即吸附性能）。
槽液温度↑（如≥25℃）氧化膜疏松，（呈蜂窝状晶体，壁厚减薄），甚至起白粉。理想的温度为20±2℃。
恒温方式：加热——蒸汽，冷却——冷冻机或加添加剂。
4、电解电压
由于采用定电压阳极氧化则很难控制膜厚，铝合金硫酸阳极氧化采用定电流工作方式。电解电压根据设定电流密度来确定，一般在10～22伏范围内，最佳范围15～17V。
5、氧化时间
在恒电流的条件下，由δ= K·I·t可知成膜时间和膜厚成正比。6、杂质的影响
（1）合金成份：Mg > 2% 膜变暗浊色。Si > 0.8% 膜光泽↓＞2%呈灰黑色，出现斑点。Cu%↑膜色调深暗或灰黑色。Zn↑膜呈灰暗色。Mn即便＜0.1% 膜也带色与无光。
（2）槽液杂质：Cl－、F－（氟冷却液）→出现孔蚀现象。Fe3＋→暗花纹和黑色斑点。Cu2+→正弦曲线状暗条纹。最好使用纯水配电解液（3）Al3+离子：Al3+↓↓(≤0.1g/l时), 电解液溶解能力过强，膜厚↓生成困难,耐蚀、耐磨、染色等性能↓∴配槽时, 添加硫酸铝或部分老溶液。Al3+↑电解液电阻↑，槽电压↑,易产生白斑点，膜的耐磨、耐蚀性↓，透明性↓∴要求Al3+＜20g/l。
7、搅拌（循环）
为了降温，采用槽内排管进行热交换、槽外热交换器进行热交换、压缩空气搅拌。
膜层“烧焦”、“起粉”。
影响因素：
电流密度——电流密度过高，将引起电解液温升加快，膜层溶解速度增加，对复杂工件还会造成电流分布不均，使膜层厚度不均，甚至有烧毁工件的危险。
电解液温度——温度升高，溶液粘度降低，电流密度升高（电解电压一定时）或电解电压降低（电流密度一定时）。这有利于氧化膜溶解的加剧。若同时电流密度也低，则出现粉状膜层（即起粉）。
常规的硫酸法，在低温和高电流密度时，膜层易被“烧焦”，而在高温和低电流密度时，膜层易“起粉”。
原因分析：
一般而言，阻挡层中氧化物/铝基体金属界面上总是粗糙的，即铝金属一侧存在许多凸出部位，电流往往就集中在这些部位上，造成这些部位孔的底部电流密度大，因而孔底温度受焦耳热大的影响又升高，这样又引起电流密度加大，如此恶性循环，造成氧化膜仅在工件局部位置上增厚，出现膜层“烧焦”现象，低温高电流密度时更为突出。
而“起粉”现象则是由于膜层过度化学溶解所致。
第三节高速阳极氧化
方法：①脉冲阳极氧化②加添加剂③混合法
一、脉冲阳极氧化
该技术电压为矩形波，有两个工作电压，即高电压V1和低电压V2。当用V1电压进行阳极氧化时，稳定电流I1通过铝阳极，阳极氧化膜形成。当电压突然从V1降至V2后，则出现短时内无电流通过而随之电流又逐渐增大的现象，经T分钟后才出现对应于电压V2的稳定电流I2通过铝阳极。电流随时间发生了畸变，这种现象叫“阳极氧化的电流恢复现象”（或称电流的回复现象），T称为电流恢复时间。
采用脉冲电流后，利用短时间的高电流密度使膜层迅速成长，在“烧焦”现象出现前，骤然将电压降至V2，在电流恢复时间内，膜层成长中止，这样降低了氧化物/铝基体金属界面上的粗糙度。同时膜孔内积聚的焦耳热也得到散失，使制品各部件上温差缩小。因此，采用脉冲电流后，能较好避免“烧焦”现象的出现。由于膜孔内热量能及时得到散失，高电流密度氧化又是短时间的所以避免了膜层的过度化学溶解，于是又克服了膜层的“起粉”现象。
由此可见，脉冲电流具有许多优点：膜层性能提高，温度电流密度等操作条件范围扩大，电流效率高等。
工艺条件：
18% H2SO4, I = 2～3.5 A/dm2, V = 15～17v,
t = 20～30分钟, δ= 10～15μm, T = 25～30℃。
二、加入添加剂
加入添加剂NiSO4，使电解液导热性↑.
工艺条件：NiSO4 10g/l, I = 2A/dm2, t = 25分钟。
三、混合法①＋②
第四节其它阳极氧化工艺
一、硬质阳极氧化
生成硬度高、耐磨性好的厚氧化膜。
纯Al上的氧化膜硬度H B = 1200～1500kgf/mm2
（超过了淬火工具钢和铬镀层的硬度）
Al合金上的氧化膜硬度H B = 250～500kgf/mm2
膜层最大厚度可达250～300μm
工艺条件：
二、瓷质阳极氧化（膜灰白色）
配方及工艺条件：（略）
三、硫酸交流电阳极氧化
交流电阳极氧化膜层薄（＜10μm）、发黄、硬度↓，工业上几乎不采用。可加入草酸、甘油及添加剂。
第四章铝及铝合金电解着色根据其显色色素体所在的位置不同，着色方法有：化学染色法、自然发色法、电解着色法、有机涂层着色法和复合着色法。
第一节化学染色法
化学染色法是最早用于铝阳极氧化膜着色的方法。
一、特点：工艺简单，作业性好，效率高，成本低，色域宽，色泽
鲜艳。
二、方法：
分两大类
一液法
无机染料染色法
二液法
化学着色酸性有机染料
水溶性染料
有机染料染色法碱性有机染料
油性染料
三、化学染色的机理
化学染色是色素体靠氧化膜多孔层的物理和化学作用吸附于表面层内侧。铝阳极化膜具有30%的孔隙率，有巨大的比表面积和化学活性。
靠染料分子或离子的静电力进行的吸附叫物理吸附，吸附力取决于氧化膜的表面电位和染料性质。
所谓化学吸附指氧化膜与色素体以化学键、共价键或形成络合物等形式结合。
与化学吸附相比，物理吸附较弱，且受染色液温度的影响较大，所以化学着色的色牢度取决于化学吸附作用。
四、无机染料染色
1、一液法：将阳极氧化膜浸入一种溶液中，这种金属盐在膜孔内水化生成色淀而使膜层显色。
2、二液法：将阳极氧化膜先浸入一种盐溶液中，取出经清洗后再浸入另一种盐溶液中，两次浸渍吸附的盐发生反应生成不可溶的沉淀色素，使制品显色。
五、有机染料染色
用于铝阳极氧化膜染色的水溶性酸性染料主要有蒽醌系偶氮基以及三苯甲烷类。
六、工艺流程
基本上是：
预处理（同常规）→硫酸阳极氧化→水和纯水洗→染色→水和纯水洗→沸水封孔→烘干
第二节自然发色法
自然发色法指铝材在有机酸水溶液中经阳极氧化的同时而着色的方法。由于氧化和着色一步完成，所以也叫一步法。
自然发色法（又称电解整体着色法）按着色原因不同，又可分为：合金发色法（次地位）、电解发色法（占主导）、电源发色法（开发中）
铸造铝合金轮毂T6热处理工艺的优化研究 陈旷1，关绍康1，胡保健2,梁允勇3 (1．郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450002；2．三门峡戴卡轮毂制造有限公司，河南三门峡472000；3．奇瑞汽车有限公司，安徽芜湖241009) 摘要：研究了固溶时间、淬火停留时间及涂装烘烤工艺对A356合金铸造轮毂性能的影响规律并优化了T6热处理工艺，将淬火停留时间缩短到2h。研究表明：未涂装时优化工艺使合金抗拉强度达到240MPa，屈服强度达到181MPa。伸长率达到8％；涂装后抗拉强度达到262MPa，屈服强度达到179MPa，伸长率达到9％，接近并达到目前国内T6工艺的强度性能，超过了国内轮毂行业的强度性能标准，具有一定的生产实际意义。 关键词：T6；涂装烘烤；A356；淬火停留时间 中图分类号：TG142．4文献标识码：A文章编号： 1001—3814(2006)06-0030-03 铝合金轮毂具有节油、真圆度好、散热性好、坚固耐用、外观美观和操作轻快等优点，作为钢制轮毂的良好替代品。已广泛应用于轿车和客车上。但由于铝合金热处理后需要经历一次涂装烘烤工序，相当于对合金进行一个后续热处理，以往的研究仅局限于合金T6工艺的研究，因此作者研究了固溶时间、淬火停留时间及涂装烘烤工艺对合金力学性能和组织的影响，并在研究基础上优化了T6工艺。研究表明，合金经优化工艺处理后其力学性能超过了目前国内A356合金低压铸造轮毂的标准，但比传统T6工艺的处理周期缩短了约8h，大大节约了生产成本。 1试验材料和试验方法 1．1原材料和试验设备 原材料为A356合金锭，99．7％以上的工业纯铝、纯镁锭、1#结晶硅，变质剂采用A1-10％Sr，细化剂选用A1．5Ti-1C，配制成符合要求的合金成分；试验设备及测试仪器：5t燃气炉，德国GIMA低压铸造机，SX-4-10箱式电阻炉，WDW-50微机控制电子万能试验机。
铝合金的表面处理实用 工艺 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观
有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由
浅谈汽车铝合金轮毂锻造成形工艺的应用 发表时间：2018-06-15T15:20:22.017Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：杨倩 [导读] 摘要：在汽车行驶系统当中，轮毂属于其中非常重要的一项组成部分，在制作过程中实现了对各种先进工艺的充分利用。 （秦皇岛戴卡兴龙轮毂有限公司河北省轻合金车轮工程技术研究中心河北省秦皇岛市 066000） 摘要：在汽车行驶系统当中，轮毂属于其中非常重要的一项组成部分，在制作过程中实现了对各种先进工艺的充分利用。如今，在汽车制造中，汽车铝合金轮毂锻造成形工艺得到了非常普遍的应用，因为其自身具备非常明显的优化，所以在汽车制造业中获得了非常广泛的发展前景，同时也对汽车行业的应用地位进行了明确。本文主要针对汽车铝合金轮毂锻造成形工艺进行了分析，希望能为相关人员提供合理的参考依据。 关键词：汽车；铝合金轮毂；锻造；成形工艺；应用 轮毂属于汽车系统当中一项非常重要的组成构件，并且对于使用性能方面有着非常高的要求。铝合金汽车轮毂与钢制汽车轮毂相比具有一定的差异，铝合金汽车轮毂其优势主要体现在重量比较轻、耗油量较低，并且还具有非常强的减震性能，这对于提升汽车的形式性能有着非常重要的作用，从而为汽车行驶的安全性提供良好的保障。在我国制造业水平不断提升的基础上，汽车行业也开始面向安全与节能的方向不断发展，而轮毂性能在一定程度上将直接影响到汽车的安全性。铝合金轮毂因为自身所具有的优势，在汽车制造业中得了非常广泛的应用。 1.汽车铝合金轮毂的特点分析 在汽车系统的各个组成构件中，汽车轮毂属于其中非常重要的一项组成部分，在制造过程中如果实现对铝合金轮毂的有效利用，可以在很大程度上提升汽车的行驶性能，同时还能为汽车行驶过程中的安全性能提供良好的保障。结合实际情况可以了解到，汽车铝合金轮毂如今在汽车制造业中得到了非常广泛的应用，其应用优势主要体现在了以下几个方面. 1.1良好的散热性能 通常情况下，汽车在行驶过程中会产生一定的热源，这些热源主要是由刹车或者是轮胎与地面之间进行摩擦而导致的。尤其是在高速行驶的基础上，车轮本身的温度会一直呈现出上升的趋势，这就会在很大程度上提升轮胎爆炸现象发生的概率。而通过对铝合金轮毂的使用，其散热性能要比普通的钢铁轮毂超出三倍左右，并且在结构的设计方面也有助于热源的散发，即便是处于连续刹车的状态下，也能够将汽车轮胎温度控制在一定的范围之内，从而可以为汽车行驶过程中的安全性提供良好的保障。 1.2 有效改善汽车的行驶性能 在汽车系统制造过程中，通过对铝合金轮毂的使用，可以在一定程度上实现对于轮胎之间的有效分离，这样振摆与振动的现象就会相应的减小，从而使汽车的重心得到不断的改善。主要是因为铝合金在振动性能方面要明显高于钢材质，并且铝合金轮毂在进行制造的过程中所选择的工艺为数控设备，这就能体现出良好的平衡性。而钢轮毂在制造的过程中主要是通过焊接的形式来完成的，导致平衡性得不到有效的保障，尤其是在高速性能方面得不到有效的改善。而通过对铝合金轮毂的利用，就能对钢轮毂中存在的问题实现有效的解决，结合相关的调查结果可以了解到，铝合金轮毂在振动程度方面要比钢轮毂减少了10%左右。 2.汽车铝合金轮毂成形方法 2.1 锻造成形法 锻造成形法指的是在对锻压机械充分使用的基础上，针对金属配料属于一定的压力，在这时就能使金属产生一定的变形现象，从而可以具备相应的机械性能。通过对锻造成形法的应用，可以针对金属冶炼过程中产生的疏松问题进行有效的解决，同时还能对整体的结构进行不断的优化，在机械性能方面要明显的优于普通材料的铸件。结合相关设备中的组成构建可以了解到，一些重要的零部件因为受到工作条件的影响，如果形状比较简单的部件可以采用焊接的形式来完成，其中锻件方式有着非常广泛的应用，如今锻造技术已经形成了完善的加工流程，主要包括了下料、加热、锻造、热处理、粗加工以及表面处理等几个方面的内容。 2.2 铸造成形法 铸造成形法主要是对金属进行熔炼，在达到液体状态之后，浇筑到相应的铸型当中，然后经过凝固以及处理工作之后，就能得到预期形状以及大小的铸件。当铸造毛坯成形之后，不仅可以减少对机械以及人工的使用，同时还能减少成本的投入力度。在汽车制造过程中。铝合金轮毂因为自身具有明显的实用性强以及成本低等优势，所以在制造行业中实现了非常广泛的应用。 2.3 旋压成形法 旋压成形法具有锻造、挤压、拉伸以及弯曲等特点，属于目前一种新型的制造工艺，在旋压机芯模上，实现了与金属统柸、平板毛柸以及预制柸之间的有效结合，是一种空心旋转体零件。在对这种方法进行使用的过程中，不但可以实现非常高的精准度，同时还能有效保证表面的清洁性，产品在使用过程中具有非常强的性能，因此，在制造过程中实现了非常广泛的应用。 3.汽车铝合金轮毂锻造成形工艺 汽车铝合金轮毂锻造工艺目前在汽车制造过程中有着非常广泛的应用，主要是因为这种制造工艺实现了轮毂质量以及性能方面的有效结合。汽车轮毂锻造工作的开展，在一定程上将直接影响到汽车最终的使用性能，因此，汽车轮毂锻造属于整个制造过程中的重点环境。如果在锻造工作操作过程中没有对细节方面实现合理的控制，那么最终将会对汽车的使用性能带来非常严重的影响，同时也会影响汽车行驶过程中的安全性，从而可能会带来各种安全隐患的发生，严重时可能会出现轮毂断裂的现象。因此，在汽车制造过程中，工作人员一定要对汽车铝合金轮毂锻造环节引起足够的重视，对具体的锻造工艺操作流程进行全面的了解，这样才能为轮毂锻造的形成质量提供良好的保障，在汽车铝合金锻造成形工艺使用过程中，需要对以下几个方面引起足够的重视：首先，需要对锻件工艺性进行深入分析。在这一过程中需要对锻件的材料、尺寸以及形状等方面进行充分的考虑，在对材料进行选择的过程中，应该实现对开式锻模方法的有效利用，通常情况下可以进行闭式模锻，针对于一些塑性比较差的材料而言，应该实现对闭式模锻的充分利用。在对模锻进行选择的过程中，一般都是选择了铝合金等轻金属，或者是有色合金进行利用，主要是因为这些材质在模锻过程中所产生的温度比较低，并且不会对模具带来磨损现象；其次，在形状方面，关于轮毂或者是轴承等旋转体锻件，一般情况下可以采用整体凹模模锻。如果是锻件本身的形状具有一定的复杂性，只有在模锻时可以从模膛当中进行取出，就可以对整体凹模模锻进行充分的利用，因此，旋转体部件或者是形状比较复杂的锻件可以进行精密模锻；最后，关于尺寸以及表面的质量，在对锻造成形工艺进行利用的过程中，关于模具的设计工作一定要对影响锻件精度的相
铝合金轮毂热处理
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铝合金轮毂热处理 1、铝合金轮毂热处理过程及重要性 热处理就是以一定的加热速度,升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 铸造铝合金轮毂选用的材料是A3５6铝合金（美国牌号）,对应的国内合金牌号为ＺL１0１，属铝-硅系铸造合金,通常采用T６热处理工艺，含义如下表: 表1 热处理状态代号、名称及特点 代号热处理状态名称目的 T１人工时效提高硬度，改善加工性能，提高合金的强度。 T2 退火消除内应力,消除机加工引起的加工硬化,提高尺寸稳定性及增加合金的塑性。 T4 固溶处理提高强度和硬度,获得最高的塑性及良好的抗蚀性能。 Ｔ5 固溶处理+不完全人工时 效 用以获得足够高的强度,并保持有高的塑性，但抗蚀性 下降。 Ｔ6 固溶处理+完全人工时效用以获得最高的强度，但塑性及抗蚀性降低。 T7 固溶处理＋稳定化回火提高尺寸稳定性和抗蚀性,保持较高的力学性能。 T８固溶处理和软化回火获得尺寸的稳定性,提高塑性，但强度降低。 铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。在Al-Si-Mg合金中,固溶处理的实质在于:将合金加热到尽可能高的温度,并在该温度下保持足够长的时间，使强化相Mg ２ Si充分溶入α-Aｌ固溶体,随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。温度愈高,愈接近固相线温度,则固溶处理的效果愈好。固溶处理也会改变共晶Sｉ的形态，随着固溶保持时间的延长，Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程,这种过程随固溶温度的提高而增强。一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535－-５4５℃之间，时间为6小时。固溶温度对Sｉ相形态的影响要比保温时间的影响大得多,通过参照相关理论和试验发现，５５０℃保温100分钟后的Ｓi相形态等同于54０℃保温300分钟后的形态,目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉，除特殊产品有明确要求外,均采用固溶5５0℃保温1４0分钟左右的热处理工艺。当然,选择的是较高的固溶温度,对设备稳定性的要求也很高，炉膛内各部温度要均匀，否则局部温度过高,会导致部分产品过热、过烧。 铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60－-80℃之间,而且水的状态对机械性能也有一定影响,这是因为轮毂淬火时水温升高，工件表面局部水气化的可能性增大,一旦气囊形成，冷速就明显降低,这会使机械性能降低,因而在工件淬火的情况下，必须要开启水循环装置(搅拌器、循环泵等）,使水箱内的水处
铝及铝合金的特点 1.密度低 铝的密度约为2.7g/cm3，在金属结构料中仅高于镁的第二轻金属，只有铁或者铜的1/3。 2.塑性高 铝及其合金延展性好，可通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型、板、箔、管和丝材。 3.易强化 纯铝强度不高，但通过合金化和热处理容易使之强化，制造高强度铝合金，强度可以和合金钢媲美。 4.导电好 铝的导电性和导热性仅次于银、金、铜。设铜相对导电率为100，则铝为64，铁只有16。如按照等质量金属导电能力计算，铝几乎是铜的一倍。 5.耐腐蚀 铝和氧具有有极高的亲和力，自然条件下铝表面会生成保护性氧化物，具有比钢铁好得多的耐腐蚀性 6.易回收 铝的熔融温度低，为660°С左右，废料容易再生，回收率极高，回收能耗只是冶炼的3%。 7.可焊接
铝合金可通过惰性气体保护法焊接，焊接后力学性能好，耐腐蚀性好，外观美丽，满足结构料要求 8.易表面处理 铝可通过阳极氧化着色处理，处理后硬度高，耐磨耐腐蚀及电绝缘性好，通过化学预处理还可以进行电镀、电泳、喷涂等进一步提高铝的装饰性和保护性 铝的表面机械预处理 1.机械预处理的目的 a.提供良好的表观条件，提高表面精饰质量；提高产品品级；减少焊接的影响；产生装饰效果；获得干净表面。 2.机械预处理的常用方法 常用的机械预处理方法有抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。具体采用那一种预处理要根据产品的类型、生产方法、表面初始状态及最终精饰水平而定。 3.机械抛光的原理及作用 高速旋转的抛光轮与工件摩擦产生高温，是金属表面发生塑性变形，从而平整了金属表面的凸凹点，同时使在周围大气氧化下瞬间生成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来，从而变得越来越光亮。主要作用是去除工件表面的毛刺、划痕、腐蚀斑点、砂眼、气孔等表面缺陷。同时进一步清除工件表面上的细微不平，使其具有更高的光泽，直至镜面效果。 4.喷砂的原理及作用
铝材表面处理工艺介绍 对铝材来说，阳极氧化所能做到的色彩的确比较局限，通常就是银白、古铜、钛金、K金色或者黑色。至于有时看到有很多他色彩是通过另外的工艺方法加工出来的： 1 、电泳涂层 在阳极氧化的基础上，通过电泳的作用，在氧化膜上均匀覆盖上一层水溶性丙烯酸漆膜，使型材表面形成阳极氧化膜和丙烯酸漆膜复合膜。手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽，除能生产原氧化着色的颜色的基础上，能做出更多如白色及绿色等鲜艳色彩。 2、彩色粉末喷涂 共200多种颜色选择，给设计师一个广阔空间，性能稳定，漆膜附着力强，不易剥落、耐酸、耐盐雾、耐灰浆、耐候性、耐老化等性能优异。涂层在空气中不挥发、不氧化、无污染毒害，环保性能好。表面污物水洗后焕然一新。 3、彩色氟碳喷涂 通过静电作用在铝合金基体表面喷上聚偏二氟乙烯漆涂层。氟碳涂料为偏聚二氟乙烯，氟碳涂料。所以能具有持久保色度、抗老化、抗腐蚀、抗大气污染，其氟碳键是最强的分子键之一优越于其聚合休的分子结构。氟碳喷涂作为高档表面涂装工艺手段。160多种丰富色彩足以为建筑师和设计师提供无穷无尽的设计空间。它具有颜色均匀一致，且抗褪色和沾污的能力优越的优点。 另外，铝或者铝合金很适合做拉丝处理 拉丝与表面氧化的确是无关的，拉丝要在氧化之前做才行；另外氧化是肯定不能用自然氧化的方法，自然氧化得到的表面应该叫质量缺陷，它的氧化膜与专门处理的氧化膜成份、外观都是截然不同的。 另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的，常用的有下面几种氧化着色处理方法： 着色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。 自发色阳极氧化膜 这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。 电解着色 阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。 着色确实是与氧化同时进行的，但也确实称其为该工艺的后处理，其意思是之其附加在该工艺中进行的（不进行也可以）。
汽车铝合金轮毂的在线无损检测 刘明利 谢晋 于革刚 张书立(机械科学研究院 北京 100044) 鲁永长 张培君 王绍江 (中信戴卡轮毂制造有限公司 秦皇岛 066000) 摘 要 简要阐述了汽车铝合金轮毂的在线无损检测技术,介绍了一种专门用于汽车轮毂在线检测的X射线探伤设备的工作原理。 主题词 汽车轮毂 无损检测 X光机 1 概述 汽车铝合金轮毂最早出现在1923年,但是真正形成大规模生产是在80年代,其中以日本生产的最多,年产量达到1000万只以上。我国在80年代中期开始从国外引进铝合金轮毂生产线,目前年产量已达到100万只以上。铝合金轮毂重量轻、造型优美,能使轿车更美观,同时,散热性能好,增强了轮胎使用寿命以及具有更好的运动学和动力学性能,这些正是它在轿车领域广泛使用的重要原因。 目前比较成熟的铝合金轮毂制造工艺主要有低压铸造法、锻造法、冲挤成型法、滚形法、旋压法等,但不管采用哪种制造工艺都不能保证每件产品内部都没有缺陷。而这种内部缺陷仅凭“肉眼”不能发现,检查时又不允许破坏工件,因此,人们想到了无损检测技术,而且把它作为铝合金轮毂制造工艺中的重要环节,即每一个轮毂只有经过无损检测确定无缺陷后,才能进入下一道工序,可见轮毂的在线无损检测技术在其生产中是非常重要的。 2 汽车轮毂无损检测的设备组成汽车铝合金轮毂在压铸后存在的缺陷一般是气孔、夹杂、疏松,属于体积型缺陷,射线检测比较适用,因此在实际工作中一般采用射线检测法。 在低压铸造法当中,轮毂的生产要经过以下8个工序: 选料→精炼→低压铸造→X射线检查(100%)→清理,喷砂、去毛刺→热处理→机械加工→表面处理 由于X射线检查处于生产线上的第4道工序,因此,从安全和提高生产效率考虑,必须使轮毂处在封闭的铅房内,进行自动检测。这样,就需要一套专门的自动检测设备,对每一个轮毂进行无损检测,然后进行下一道工序。 作者近期为中信秦皇岛戴卡轮毂股份有限公司研制了1套专门用于汽车轮毂在线检测的X光探伤设备,如图1所示。该设备主要包括以下几个部分 : 图1 设备外形图 1)X射线发生器和图像增强器 X射线穿透轮毂照射在图像增强器上,形成的透视图信号经导线传送到监视器上,显示轮毂体内部质量。 2)铅板房 — 1 4 —
铝合金轮毂基础知识 一、轮毂的概念及工作状况 ●轮毂的概念： 轮毂又叫轮圈，在行业外也有一些不同的叫法：车轮、轮辋等。它作为整车行驶部分的主要承载件，是左右整车性能最重要的安全部件，在OE主机厂被定为A级安全件。 ●轮毂的受力状况： 轮毂通常会受到两个力的作用：一是要承受静态时车辆本身垂直方向的自重载荷；二是要经受车辆行驶中来自各个方向因起动、制动、转弯、石块冲击、路面凹凸不平等各种动态载荷所产生的不规则应力。 轮毂的静态应力分布 轮毂被安装到车上后，车轮便承受着整车垂直方向的自重力。其中轮辋部分是通过轮胎的充气压力传递而来的，轮辐部分的力是通过轮辋传递来的车辆自重力，这些力都属于静态应力。 二、轮毂的工艺介绍及材质优缺点 ●轮毂的材质分类及应用车型： 轮毂通常使用的材料有钢材和铝合金材料两大类，即钢圈和铝轮。钢圈多应用于卡车、货车和大客车等；铝轮已普通应用于轿车、SUV/MPV等(不过有的汽车厂为降低成本给轿车配的备胎还有使用钢圈)。 ●“钢圈”的工艺介绍及材质优缺点： 生产工艺：是用合金钢板材通过轧辊和冲压制成轮辋、轮辐(或钢丝)的坯料，再经铆接、点焊、二氧化碳电弧焊、挤压等工序装配组合而成。 材质优缺点： 优点：制造工艺简单，生产成本低、价格便宜，抗金属疲劳能力强不易变形等。 缺点：外形不美观造型单一，重量大耗油，惯性阻力大，散热性较差，易生锈等。 ●“铝轮”的工艺介绍及材质优缺点： 生产工艺：是将铝合金锭熔化成铝液后进行精炼变质、除气扒渣处理形成较纯净的铝液，铝液再进行铸造浇铸(重力或低压)成白毛坯之后去除浇口、帽口再进行热处理（固熔→淬火→时效），再通过数控车床和加工中心做机械加工形成半成品，再进行粗打磨、前处理清洗、吹水烘干、喷粉+烘烤固化形成粉坯，再进行精打磨、喷色漆、喷透明漆(或透明粉)+烘烤固化后形成最终成品。 ●“铝轮”的工艺介绍及材质优缺点： 材质优缺点： 优点：外观美观造型丰富，重量轻省油，惯性阻力小增加改动机寿命，散热性较好提高轮胎寿命，制造精度高平衡性佳/舒适度好等，漆层附着不易生锈。 缺点：制造工艺复杂，生产成本高，价格较贵，材质较脆抗金属疲劳能力一般容易变形开裂(受严重撞击时易断裂)等。 三、铝合金轮毂的材料介绍 ●铝合金轮毂所应用的材料型号： 轮毂在铸造铝合金方面，目前行业里广泛使用的材料是A356.2铝合金(是属于美国ASTM标准里的
铝合金表面处理方式 表面处理方式的种类与用途 表面处理工艺:喷涂? 烤漆? 电镀?? 阳极氧化? 浸渗?? 喷油?? 喷砂 喷涂：利用压力或静电力将油漆或粉末附着在工件表面,使工件有防腐和外观装饰作用. 烤漆：在基材上打上底漆、面漆，每上一遍漆，都送入无尘衡温烤房，烘烤。 电镀：利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用??? 阳极氧化：金属或合金的电化学氧化。将金属或合金的制件作为阳极，采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能，如表面着色，提高耐腐蚀性、增强耐磨性及硬度，保护金属表面等。 浸渗：是一种微孔（细缝）渗透密封工艺。将密封介质（通常是低粘度液体）通过自然渗透（即微孔自吸）、抽真空和加压等方法渗入微孔（细缝）中，将缝隙填充满，然后通过自然(室温）、冷却或加热等方法将缝隙里的密封介质固化，达到密封缝隙的作用。 喷油：将油漆喷在产品表面，自然风干的方式。? 喷砂：是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海砂）高速喷射到被需处理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，使工件表面的机械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲劳性，增加了它和涂层之间的附着力，延长了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和装饰。 2.表面处理前的事项 抛光：利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。通常以抛光轮作为抛光工具。抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。抛光时，高速旋转的抛光轮（圆周速度在20米／秒以上）压向工件，使磨料对工件表面产生滚压和微量切削，从而获得光亮的加工表面，表面粗糙度一般可达～微米;当采用非油脂性的消光抛光剂时，可对光亮表面消光以改善外观。对产品表面要求稍低时，常采用滚筒抛光
阳极氧化 产品名称：阳极氧化后 产品编号： 备注： 阳极氧化是铝及其合金通过电化学方法在其表面形成转化膜的过程。常规铝氧化膜可以满足顾客对铝表面从外观到性能的绝大多数渴求。 常规铝阳极氧化膜的优势: a、抗（大气）侵蚀能力可与不锈钢相比 b、表面硬度高150～300HV 减少了擦划可能 c、电绝缘性电击穿电位达1000V可与瓷器相比 d、装饰性优良着色膜颜色达数十种，这些被改性的染料，其 耐久性已达到满意。 e、氧化膜的更多优势多孔氧化膜可以进行化学着色、电解着色以及 自然发色工艺获得数十种不同的着色表面，并可以套字、套图案和作画，还可 以吸附、香料、光粉等等，制成各种功能性氧化膜。 阳极氧化膜主要应用领域 国防工业、汽车工业、航空航天工程、制药工业、电子及机电一体化产业、医疗器械、运动器材、装饰与装潢产业、工业标牌、仪表面板等。 阳极氧化膜着色方法分类 1、化学着色法 包括有机染料着色和无机着色两类
有机着色：颜色鲜艳、工艺简单、成本低，可着出几十种至上百种颜色。 缺点：不耐日光，耐老化性能差。 无机着色：着色膜较暗，稳定性好。 缺点：颜色范围窄，除金黄色外其它很少采用。 2、电解着色 颜色牢固性好，适宜户外使用，耐久性可达20年以上。 缺点：色掉单一、多为金黄——青铜——古铜色，成本高。 3、自然发色 色泽牢固，耐候性好，耐久性可达20年以上。 缺点：对合金选择性高，着色一致性差。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 产品名称： 阳极氧化前 产品编号： 编号一 备 注： 铝阳化氧化（综合）生产能力: 槽液的容量
表面处理工艺
电镀工艺 1前言 2常用镀种简况 2.1镀锌 2.2镀铜 2.3镀镍 2.4镀铬 3合金电镀 3.1高耐蚀锌合金电镀工艺 3.1.1电镀锌-铁合金工艺及钝化处理 3.1.2电镀锌-镍合金工艺及钝化处理 3.2代铬工艺 3.3玫瑰金电镀工艺 3.4仿金电镀工艺 3.5黑色镀层电镀工艺 4电子电镀 4.1PCB电镀简况 4.1.1传统的PCB的电镀 4.1.2直接电镀技术出现和发展 4.1.3印制板电镀多种表面涂复工艺流程实例4.1.4印制板电镀技术的最新进展 4.2电子元器件和接插件的电镀
4.2.1电子元器件和接插件电镀简况 4.2.2微电子元器件电镀 4.2.3镀锡 4.2.4甲基磺酸镀锡铅合金 4.2.4.1甲基磺酸镀锡铅合金溶液的原材料 4.2.4.2镀液配方及操作条件 4.2.5无铅钎焊电镀工艺的发展 5化学镀镍 6典型通用产品的电镀工艺 6.1锁具、灯饰与装饰五金的电镀 6.2摩托车、汽车配件与钢制家俱的电镀 6.3卫生洁具配件的电镀 6.4电池壳的电镀 6.5汽车铝合金轮毂的电镀 7环境保护与清洁生产 7.1电镀废水处理技术现状 7.2清洁生产势在必行 8电镀技术发展展望 8.1培养与造就一批高素质的电镀复合型人材，培训一大批现场工程师与技师 8.2形成比较完善的电镀技术研究开发体系 8.3我们基础化工原材料、金属材料品种还不够
齐全，质量参差不一 8.4电镀生产过程的自动化控制 8.5宣传、贯彻质量管理和质量保证体系的ISO9000标准、ISO14000及电镀国家、行业标准 8.6加强国际间的合作与交流，参加国际市场竞争 8.7加强工艺管理及设备配套，切实提高产品质量 8.8缩小南北、东西差距，重新思维观念定位8.9环境保护与资源回收利用 铝汽缸镀铬故障的解决办法 1 故障分析 由于铝在空气中易氧化，从前处理到电镀的每一个细小环节出现问题，都可能引起镀层剥落，因此在查找原因时，必须深入生产现场，逐个工序进行排查。 由于长期承担小型无人驾驶飞机的生产任务，其中发动机汽缸材料为铸铝合金。为了提高汽缸体内腔的表面硬度，增强耐磨性能，长期以来一直采用镀硬铬工艺；镀层的各项性能均较好。然而近来有一批汽缸体在镀铬后出现了镀层
铝合金轮毂热处理相关知识 1、铝合金轮毂热处理过程及重要性 热处理就是以一定的加热速度，升到某一温度下保温一定时间并以一定的速度冷却，得到某种合金组织和性能要求的一种加工方法。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 铸造铝合金轮毂选用的材料是A356铝合金（美国牌号），对应的国内合金牌号为ZL101，属铝-硅系铸造合金，通常采用T6热处理工艺，含义如下表： 表1 热处理状态代号、名称及特点 铝合金轮毂的热处理强化的主要方法是固溶淬火加人工时效。在Al-Si-Mg 合金中，固溶处理的实质在于：将合金加热到尽可能高的温度，并在该温度下保持足够长的时间，使强化相Mg2Si充分溶入α-Al固溶体，随后快速冷却，使高温时的固溶体呈过饱和状态保留到室温。温度愈高，愈接近固相线温度，则固溶处理的效果愈好。固溶处理也会改变共晶Si的形态，随着固溶保持时间的延长，Si相有一个缓慢球化和不断粗化的过程，这种过程随固溶温度的提高而增强。一般铝合金轮毂的固溶温度选择在535--545℃之间，时间为6小时。固溶温度对Si 相形态的影响要比保温时间的影响大得多，通过参照相关理论和试验发现，550℃保温100分钟后的Si相形态等同于540℃保温300分钟后的形态，目前中信戴卡公司热处理工序步进式连续炉，除特殊产品有明确要求外，均采用固溶550℃保温140分钟左右的热处理工艺。当然，选择的是较高的固溶温度，对设备稳定性
的要求也很高，炉膛内各部温度要均匀，否则局部温度过高，会导致部分产品过热、过烧。 铝合金轮毂淬火时的水温一般选择在60--80℃之间，而且水的状态对机械性能也有一定影响，这是因为轮毂淬火时水温升高，工件表面局部水气化的可能性增大，一旦气囊形成，冷速就明显降低，这会使机械性能降低，因而在工件淬火的情况下，必须要开启水循环装置（搅拌器、循环泵等），使水箱内的水处于流动状态，水温均匀，工件表面没有形成气囊的机会，保持一定的冷却速度，确保淬火效果。 控制淬火的转移时间对Mg2Si强化相的分布很重要，转移时间长会使强化元素扩散析出而降低合金的力学性能，所以转移时间越短越好，这也是生产实际中为什么要求转移时间控制在20s之内的原因。 淬火后人工时效温度的选择，对轮毂机械性能的影响非常明显，较高的时效温度下，屈服强度σ0.2随时效时间的增加而提高，延伸率δ则会降低，硬度升高。相反较低的时效温度和较短时效的时间，屈服强度σ0.2会偏低，而延伸率δ升高，硬度降低。目前时效温度通常选择130--160℃之间，时间为150分钟左右。 根据热处理工序特点及质量特性，热处理工序被定为T特性工序。铝合金轮毂热处理的重要性在于，产品能否满足安全使用要求。其质量特性不能用肉眼直观的进行判别，各项性能指标需要借助专门的检验仪器和设备，对轮毂进行各类检测而获得，由于受到检测频率和检测部位的限制，对于每一炉产品，甚至对每一个产品，检测都只是个别的、局部的，无论如何都不能达到对热处理质量100%的检测，检验也不能完全反映整批产品或整个产品的热处理质量；而且由于热处理过程特点是连续生产，批量投入，一旦出现热处理质量问题，对整个工序的影响面很大；另外热处理的产品是经过了熔炼、铸造、X光等工序的轮毂半成品，如果出现热处理质量问题，其损失也是不言而喻的；更主要的是轮毂热处理缺陷的漏检，很容易引发严重的质量事故，给企业带来无法估量的损失。 2、影响铝合金轮毂热处理性能的因素 首先是热处理工序对性能的影响（工艺参数是前提，工艺执行是过程）；其次是化学成分的影响（合金元素的含量控制，尤其是有害元素Fe的控制）；第三是熔炼过程中铝液的净化（除渣、除气）、晶粒细化（常用细化剂AL-TI-B）、变质效果（常用变质剂Sr）；第四是铸造过程中的产生的疏松、夹杂、气孔、
铝合金阳极氧化与表面处理技术第一章引论 1. 铝及铝合金的性能特点密度低；塑性好；易强化；导电好；耐腐蚀；易回收；可 焊接；易表面处理 2. 简述铝合金的腐蚀性及其腐蚀形态 1）腐蚀性：（1）酸性腐蚀：铝在不同的酸中有不同腐蚀行为，一般在氧化 性浓酸中生成钝化膜，具有很好的耐蚀性，而在稀酸中有“点腐 蚀”现象。局部腐蚀；（2）碱性腐蚀：铝在碱性溶液中的腐 蚀，碱能与氧化铝反应生成偏铝酸钠和水，然后再进一步与铝反应 生成偏铝酸钠和氢气。全面腐蚀；（3）中性腐蚀：在中性盐溶 液中，铝可以是钝态，也可能由于某些阳离子或者阳离子的作用发 生腐蚀。点腐蚀。 2）腐蚀形态：点腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，丝状腐蚀和层状腐蚀等 点腐蚀：最常见的腐蚀形态，程度与介质和合金有关 电偶腐蚀：接触腐蚀，异（双）金属腐蚀，在电解质溶液中，当两种金属或合金相接触（电导通）时，电位较负的金属腐蚀被加速，而电位较正的金属 受到保护的腐蚀现象。 缝隙腐蚀：两个表面接触存在缝隙，该处充气溶解氧形成氧浓差原电池，使缝隙内产生腐蚀。 晶间腐蚀：与热处理不当有关，合金元素或金属间化合物沿晶界沉淀析出，相对于晶粒是阳极，而构成腐蚀电池。 丝状腐蚀：丝状腐蚀是一种膜下腐蚀，呈蠕虫状在膜下发展，这种膜可以是漆膜，或者其他涂层，一般不发生在阳极氧化膜的下面。丝状腐蚀与合金成 分、涂层前预处理和环境因素有关，环境因素有适度、温度、氯化物； 层状腐蚀：剥层腐蚀，也叫剥蚀。 3. 铝合金表面处理技术包括哪几个方面？表面机械预处理（机械抛光或扫纹等） （2）化学预处理或化学处理（化学转化或化学镀等）（3）电化学处理（阳极氧化或电镀等）（4）物理处理（喷涂、搪瓷珐琅化及其物理表面技术改性）等。 搪瓷珐琅：将无机物的混合物熔融成不同熔点玻璃态物质。 4. 铝合金阳极氧化膜的特性有哪些？有：耐蚀性；硬度和耐磨性；装饰性；有机涂 层和电镀层附着性；电绝缘性；透明性；功能性 第二章铝的表面机械预处理 1. 预处理的目的：（1）提高良好的表观条件和表面精饰质量。（2）提高产品品 级。（3）减少焊接的影响。（4）产生装饰效果。（5）获得干净表面。 2. 磨光操作要求 （1）磨料种类和粒度的选择：根据工件材料的软硬程度、表面状况和质量要求等选用；表面越硬或越粗糙则用较硬及较粗的磨料。
精心整理【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 第一节 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在0.5-4um，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程：
脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2）膜层厚度0.3-4um。 之处:不 相对效 色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。 二，阳极氧化工艺流程 除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和 阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
三，常见品质异常判断 A?表面出现花斑。这种异常一般是由于金属调质不好或材质本身太差所至，处理办法，重新热处理。或更换材质。 B表面出现彩虹色。这种异常一般阳极作业失误所致。，上挂时松动，造成产品导电不良。，处理办法，退电重新阳极处理。 C，表面碰伤，刮伤严重。这种异常一般是由于运输或加工过程中，作业大意所致，处理办法，退 D 1）?? 2）? 3）?? 具有导电性好，传热快，比重轻，易于成型等优点，但铝及铝合金有硬度低，不耐磨，易发生晶间腐蚀，不易焊接，等缺点，影响到使用范围。故为了扬长避短，现代工业中，利用电镀解决了这一问题。 二，铝材电镀的优点
铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节，型材机械纹的去除、起砂、亚光、增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种：（1）、碱蚀工艺：由除油→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成，即型材经除油后，在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、起砂，然后经出光槽除去表面黑灰，即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀，型材的表面平整度、起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的，一般需碱蚀12-15分钟，铝耗达40-50Kg/T，碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗，既浪费资源，又带来严重的环保问题，增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年，全球大部分铝材厂沿用至今，直到近两年，才由酸蚀逐渐取代。 （2）、酸蚀工艺：由除油→水洗→酸蚀→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成。型材经除油后先酸蚀，后碱蚀，出光，完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀，去机械纹、起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀，酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、起砂快、铝耗低，一般3-5分钟即可完成，铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看，酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而，酸蚀的环保问题更加突出：酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽Fˉ的污染。氟化物一般都有剧毒，处理更加困难。另外，酸蚀处理后，型材外观发黑发暗，尽管不得已延续了碱蚀和出光，可增亮一些，但仍然很暗，既增加了工序，又损失了光泽，这些问题至今还没有有效的解决方案。 （3）、抛光工艺：由除油→水洗→抛光→水洗组成，型材经除油后即放入抛光槽，经2-5分钟抛光后，可形成镜面，水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光，去纹、镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、型材光亮的优点，但抛光槽的NOx的逸出，造成严重的环境污染及操作工的身体伤害，同时，昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。通观上述三种工艺，虽各有特点，但缺点也比较突出，如碱蚀铝耗高、碱渣多、工效低；酸蚀氟化物污染、型材发暗；抛光污染严重，成本过高等等。这些工艺要么污染了环境，要么浪费了铝资源，要么降低了铝材表面质量，亟待进行工艺改进。 二、整平光亮工艺所谓整平光亮工艺，是继抛光、碱蚀、酸蚀之后推出的一项 新的表面前处理工艺，是对碱蚀、酸蚀工艺的深刻改造和变革，它既具有酸蚀铝耗低、去机械纹能力强、起砂快的优点，又具有抛光的亮丽，但却根本杜绝了抛光NOx污染、酸蚀氟化物污染、碱蚀碱渣污染等弊端，是一项颇具前途、具有革命性的新工艺。 (一)、工艺流程整平光亮工艺比酸蚀、碱蚀要简单得多，甚至比抛光工艺都简单，主要由下述工序组成：整平光亮→水洗→氧化。本工艺的核心是整平光亮，整平机械纹、起砂、光亮等均由整平光亮槽完成，整平光亮后即可氧化，省去除油、碱蚀、中和等工序。 (二)、型材外观经过整平光亮技术处理过的型材具有三大特点：1、平整：在整平剂作用下，1-5分钟内，可完全去掉机械纹，表面特别平整。2、细砂：在起砂剂的作用下，型材表面起了一层均匀细砂，是喷砂和酸蚀技术很难达到的。3、光亮：在光亮剂的作用下，型材表面非常光亮，几乎可跟抛光材媲美。 (三)、适用范围1、建筑型材：银白料经整平光亮后，表面非常平整、光亮、砂粒细腻均匀；着色、染色与整平光亮技术的结合，使得型材表面象经过打蜡处理后一样鲜艳；电泳与整平光亮技术的结合能大幅度提高型材档次。2、工业用材：汽车轮毂、自行车圈、自行车架等用铝合金制成的各类工业用材都可用整平光亮技术处理，以取代机械抛光，提高生产效率及产品档次。3、家用电器：很多家用电器铝制外壳，都可借助本技术提高外观质量。灯饰及装饰用材也可借用本技术。 (四)、工艺规范1、开槽：整平光亮液(开槽液) 2、生产：温度：95－110℃时间：1-5min 3、添加：当槽液液面不能满足生产要求时，应及时补充添加液。补充添加液时一定要补充到初始液位。添加后，应充分搅拌槽液，然后开始生产。 4、管理：整平光亮槽管理非常
铝合金轮毂制造工艺及特点分析 【摘要】铝合金轮毂以其质量轻、减震性优良、散热快、寿命长等特点，在现代汽车制造中得到了广泛的应用。本文概述了铝合金轮毂的一些常见的制造工艺，并对其特点进行了简要分析。 【关键词】铝合金；轮毂；制造工艺；特点 长期以来，钢制轮毂占据着汽车轮毂生产的主导地位。随着人们对汽车的舒适度、节能环保等方面要求的提高，钢制轮毂已不再适应现代汽车的需求。铝合金轮毂的出现，以优异的性能和迅猛的技术发展取代了钢制轮毂的主导地位，在现代汽车中得到了广泛的应用。 1.铝合金轮毂的优点及性能要求 铝合金轮毂与钢制轮毂相比，具有质量轻、节省能源的优点。由于材质的差异，铝合金轮毂的质量可比钢制轮毂减轻三到四成，可以有效提高轮毂的转动惯性，使汽车易于加速，并减少了制动所需的能耗，从而降低了油耗。此外，由于铝合金的振动性能比钢强，可以减少震动，改善车辆的重心，平衡性能优于钢制轮毂，尤其在高速行驶时可以得到明显的体现。在散热方面，铝合金轮毂的散热系数是钢制轮毂的两到三倍，在高速行驶时仍然可以保持合适的温度，减少爆胎的危险，提高了行车安全。 鉴于铝合金轮毂的优点，在制造铝合金轮毂的时候，就必须将这些优点全部发挥出来，才能使得铝合金轮毂充分体现其优良的性能。一般来说，一个合格的铝合金轮毂必须具备以下几个特点：（1）材质、尺寸、形状准确合理，这样才能充分发挥轮毂的作用，具有通用性；（2）汽车在行驶时，轮毂的横、纵向振摆小，失衡量与惯性矩小；（3）在保证轻便的同时，还要具有足够的强度、韧性和稳定性；（4）可分离性好；（5）性能具有持久性。 2.铝合金轮毂制造工艺及特点分析 2.1铸造法 铝合金轮毂的铸造法成形具有适应性强、品种多样、生产成本较低的优点，已经成为生产铝合金轮毂最普遍的方法，在全世界的铝合金轮毂中，采用铸造法生产的占80％以上。其工艺方法主要有重力铸造、低压铸造、压力铸造以及挤压铸造等。 2.1.1重力铸造法 重力铸造法是指金属在熔融的状态下依靠自身重力的作用注入模具中而获得铸件的一种工艺方法。重力铸造法大致可分为制芯、浇铸、整理三个步骤，每