Die casting aluminum alloy blackening is a widespread quality issue that degrades product appearance, reduces corrosion resistance, and shortens service life—posing significant challenges for manufacturers in automotive, electrónica, and home appliance industries. This unwanted discoloration stems from uncontrolled oxidation of the aluminum surface, driven by production processes, propiedades del material, factores ambientales, and post-treatment errors. This article systematically analyzes its root causes, provides targeted solutions, and shares practical prevention strategies, helping you eliminate blackening and improve product quality.
1. Core Causes of Die Casting Aluminum Alloy Blackening
El ennegrecimiento de la aleación de aluminio fundido a presión no es un problema de un solo factor, sino el resultado de múltiples causas interconectadas. A continuación se muestra una estructura de puntuación total que desglosa las cuatro categorías clave., apoyado en cadenas causales y ejemplos específicos:
1.1 Producción & Process-Related Causes
Los defectos en los procesos de fabricación sientan las bases para el ennegrecimiento al dejar residuos o crear vulnerabilidades estructurales.. La siguiente tabla detalla problemas comunes de proceso y sus impactos.:
| Problema del proceso | Explicación técnica | Impacto en el ennegrecimiento |
| Adhesión de contaminantes | Residuos de agentes de liberación, fluidos de corte, o fluidos de saponificación permanecer en la superficie de aluminio después de la fundición. Estas sustancias contienen componentes corrosivos. (P.EJ., Ácidos grasos en fluidos de corte.) que reaccionan con el aluminio con el tiempo. | Acelera la oxidación de la superficie.: Un marco medio de teléfono inteligente con 0.1 Los residuos de agente desmoldante de mm de espesor pueden volverse negros en 7 días de almacenamiento, VS. 30+ días para una pieza limpia. |
| Limpieza incompleta | Procesos de limpieza inadecuados (P.EJ., enjuague insuficiente, baja concentración de detergente) no eliminar los contaminantes. Brechas en la limpieza (P.EJ., cavidades internas de difícil acceso) convertirse en “puntos críticos” de ennegrecimiento. | Ennegrecimiento localizado: Un soporte de motor de automóvil con orificios para pernos sin limpiar desarrolla puntos negros alrededor de los orificios internos 2 semanas, mientras que el resto de la superficie permanece intacta. |
| Parámetros deficientes de fundición a presión | Porosidad excesiva o aflojamiento causado por baja presión de inyección. (≤50MPa) o tiempo de espera inadecuado (<10 artículos de segunda clase) Crea microporos en el aluminio.. Estos poros atrapan la humedad y los contaminantes., desencadenando oxidación interna. | Ennegrecimiento uniforme: Un disipador de calor LED poroso (porosidad >5%) se vuelve uniformemente negro después 1 month in a humid environment, as moisture seeps into pores and reacts with aluminum. |
1.2 Propiedades del material & Composición
Aluminum alloy composition and microstructure directly affect its oxidation resistance. Two key material factors drive blackening:
- Excessive Impurities: Alloys with high iron content (>1.3% for ADC12) or impure scrap aluminum (used in smelting) form brittle intermetallic compounds (P.EJ., Al₃Fe). These compounds are more prone to oxidation than pure aluminum, creating black spots on the surface. Por ejemplo, an ADC12 part with 1.5% iron content is 2–3x more likely to blacken than one with 0.8% hierro.
- Estructura de grano & Aspereza de la superficie: Alloys with coarse grains (grain size >50 μm) o superficies ásperas (Ra >6.3 μm) have larger surface areas exposed to oxygen. Fine-grained (tamaño de grano <30 μm) and smooth-surfaced (Real academia de bellas artes <1.6 μm) alloys form more uniform oxide films, resisting blackening. A rough aluminum gearbox housing (Real academia de bellas artes 12.5 μm) may show blackening within 14 días, while a polished one (Real academia de bellas artes 0.8 μm) stays bright for 60+ días.
1.3 Environmental Factors
External environmental conditions accelerate oxidation by attacking the aluminum’s natural oxide film. The most impactful factors are:
- Temperatura & Humedad: Alta humedad (>60% RH) provides the moisture needed for electrochemical oxidation. In rainy seasons or coastal areas, the risk of blackening increases by 40–60%. Por ejemplo, an aluminum air conditioner compressor shell stored in a 70% RH warehouse may turn black in 20 días, VS. 45 days in a 40% RH warehouse.
- Corrosive Media Contact: Exposure to strong acids, alcalino, or salt spray (P.EJ., coastal environments, industrial workshops) directly destroys the protective oxide film. A marine-grade aluminum bracket exposed to salt spray (por ASTM B117) turns black within 48 horas, as saltwater breaks down the oxide layer and triggers rapid oxidation.
1.4 Postprocesamiento & Misuse
Errors in post-treatment or storage amplify blackening risks, even for well-manufactured parts:
- Improper Cleaning Agents: Highly corrosive cleaning agents (P.EJ., strong alkaline detergents with pH >12) etch the aluminum surface, removing the natural oxide film and exposing the matrix to oxidation. A cleaned aluminum part using a pH 13 detergent may start blackening within 3 días, VS. 25+ days for one cleaned with a neutral detergent (pH 6–8).
- Negligent Storage Management: Diferencias de humedad según la altura del almacén (P.EJ., 65% HR a nivel del suelo vs.. 50% HR a 2 m de altura) causar ennegrecimiento desigual. Las piezas almacenadas en el suelo sin embalaje a prueba de humedad se vuelven negras entre 2 y 3 veces más rápido que las almacenadas en palés con cubiertas de plástico.
2. Targeted Solutions to Die Casting Aluminum Alloy Blackening
Resolver el ennegrecimiento requiere abordar sus causas profundas en toda la cadena de producción. A continuación se muestra una línea, Desglose procesable de soluciones para cada categoría de causa.:
2.1 Optimize Production & Cleaning Processes
- Refinar los protocolos de limpieza:
- Usar detergentes neutros (pH 6–8) en lugar de corrosivos.
- Implementar un proceso de limpieza de 3 pasos: Remojar (10 minutes in 50°C detergent), enjuagar (high-pressure water, 0.3 MPA), seco (hot air, 80° C para 5 minutos).
- Add ultrasonic cleaning for complex parts (P.EJ., cavidades internas) to remove hidden residues.
- Adjust Die Casting Parameters:
- Increase injection pressure to 80–120 MPa and holding time to 15–20 seconds to reduce porosity (target porosity <2%).
- Use vacuum die casting for critical parts (P.EJ., carcasa de dispositivos médicos) to eliminate micro-pores.
2.2 Improve Material Quality & Composición
- Composición de la aleación de control:
- Limit iron content to <1.0% for ADC12 and <0.8% para A380.
- Prioritize high-purity raw materials (99.5%+ lingotes de aluminio puro) over scrap aluminum for critical parts.
- Add trace rare earth elements (P.EJ., 0.1–0.3% cerium) to stabilize the oxide film and reduce oxidation rates.
- Optimize Microstructure:
- Use grain refiners (P.EJ., titanium boride) during smelting to reduce grain size to <30 μm.
- Polish the surface to Ra <1.6 μm after casting to minimize oxidation-prone surface area.
2.3 Strengthen Surface Protection
Surface treatments form a physical barrier between aluminum and the environment, the most effective solutions are:
| Tratamiento superficial | Detalles del proceso | Protection Effect | Aplicaciones ideales |
| Anodizante | Create a 10–20 μm thick oxide layer via electrolysis. Type II anodizing (for cosmetics) or Type III hard anodizing (por durabilidad). | Resiste entre 48 y 72 horas de pruebas de niebla salina (ASTM B117); retrasa el ennegrecimiento entre 6 y 12 meses. | Caparazones de dispositivos electrónicos, ajuste exterior automotriz. |
| Pulverización/recubrimiento en polvo | Aplicar una capa de polímero de 50 a 100 μm de espesor. (P.EJ., epoxy, poliéster) mediante pulverización electrostática. | Aísla el aluminio de la humedad/oxígeno.; previene el ennegrecimiento durante 1 a 2 años. | Componentes de electrodomésticos (P.EJ., tambores internos de lavadora). |
| Pasivación | Tratar con agentes químicos. (P.EJ., cromato, cromo trivalente) para mejorar la estabilidad de la película de óxido. | Mejora la resistencia a la corrosión entre un 30% y un 50%.; extiende el almacenamiento sin ennegrecimiento a 60+ días. | Pequeñas piezas de precisión (P.EJ., carcasa del sensor) donde los recubrimientos gruesos no son prácticos. |
2.4 Enhance Environmental & Storage Management
- Controlled Storage Conditions:
- Maintain warehouse humidity at 40–50% RH and temperature at 20–25°C. Use dehumidifiers in rainy seasons or coastal areas.
- Store parts on pallets (≥10 cm above ground) and wrap them in moisture-proof plastic film.
- Isolate Corrosive Media:
- Avoid storing aluminum parts near acid/alkali storage areas or industrial exhaust vents.
- Wear gloves during handling to prevent sweat (contains salts) from contacting the aluminum surface.
3. Practical Prevention: Full-Process Quality Control
Prevenir el ennegrecimiento de las aleaciones de aluminio fundido a presión requiere un control proactivo durante todo el ciclo de vida de producción. A continuación se muestra una lista de puntos de control clave., organizado por etapa del flujo de trabajo:
3.1 Pre-Production (Material & Process Preparation)
- Verifique la composición de la aleación mediante espectroscopia de emisión óptica (OES) para garantizar que el contenido de hierro y las impurezas cumplan con los estándares (P.EJ., ADC12: Fe≤1,3%).
- Pruebe los agentes de limpieza para detectar corrosión.: Sumerja una pieza de muestra de aluminio en el detergente para 24 horas; rechazar detergentes que causen decoloración.
3.2 In-Production (Fundición & Limpieza)
- Monitoree los parámetros de fundición a presión en tiempo real (presión de inyección, tiempo de espera) usando sensores; alert operators if parameters deviate by >10%.
- Conduct 100% visual inspection of cleaned parts: Use a white cloth to wipe the surface—reject parts with visible residue.
3.3 Post-Production (Almacenamiento & Transporte)
- Implement periodic checks: Inspeccionar 5% of stored parts weekly for early signs of blackening (P.EJ., faint spots); adjust storage conditions if issues arise.
- Use corrosion-resistant packaging for long-distance transportation (P.EJ., sea shipping): Add desiccants (5g per cubic meter of packaging) para absorber la humedad.
La perspectiva de la tecnología de Yigu
En la tecnología yigu, we see die casting aluminum alloy blackening as a solvable issue—one that requires full-process control rather than post-hoc fixes. Para clientes automotrices, we optimize cleaning processes (detergentes neutros + limpieza ultrasónica) and add 0.2% cerium to ADC12 to reduce blackening rates by 70%. Para clientes electrónicos, we apply Type II anodizing (15 μm de capa) and moisture-proof packaging, ensuring parts stay bright for 12+ meses. We also train clients on storage best practices (40–50% RH, pallet storage) to prevent on-site blackening. Al final, blackening prevention isn’t just about quality—it’s about protecting brand reputation by delivering consistent, productos duraderos.
Preguntas frecuentes
- Can already blackened die casting aluminum alloy parts be restored?
Sí, but restoration depends on blackening severity:
- Mild Blackening (faint spots): Clean with a neutral detergent (pH 6–8) + soft brush, then apply a passivation agent to restore brightness.
- Severe Blackening (thick oxide layer): Use a dilute acid solution (5% ácido nítrico) to remove the oxide layer, then re-anodize or spray-coat to prevent re-blackening. Nota: Severe restoration may reduce part thickness by 0.01–0.02 mm—avoid for precision parts.
- How long can a well-treated die casting aluminum alloy part stay free from blackening?
With proper treatment and storage:
- Anodized parts (10–20 μm layer): 6–12 months in normal storage (40–50% RH).
- Powder-coated parts (50–100 μm layer): 1–2 years in normal storage.
- Passivated parts: 2–3 months in normal storage—best for short-term use (P.EJ., temporary components).
- Is scrap aluminum suitable for die casting if blackening is a concern?
Scrap aluminum can be used, but with strict controls:
- Limit scrap content to ≤30% of the total melt (higher scrap ratios increase impurities).
- Use only clean scrap (Sin aceite, pintar, or corrosion); pre-treat scrap with a degreaser before smelting.
- Add grain refiners (P.EJ., titanium boride) to offset the negative effects of scrap impurities. Para partes críticas (P.EJ., dispositivos médicos), avoid scrap aluminum entirely.