Noircissement de l'alliage d'aluminium moulé sous pression est un problème de qualité répandu qui dégrade l’apparence du produit, réduit la résistance à la corrosion, et raccourcit la durée de vie, ce qui pose des défis importants aux constructeurs automobiles, électronique, et industries de l'électroménager. Cette décoloration indésirable provient d'une oxydation incontrôlée de la surface en aluminium., piloté par les processus de production, Propriétés des matériaux, facteurs environnementaux, et erreurs de post-traitement. Cet article analyse systématiquement ses causes profondes, propose des solutions ciblées, et partage des stratégies de prévention pratiques, vous aidant à éliminer le noircissement et à améliorer la qualité du produit.
1. Principales causes du noircissement des alliages d’aluminium moulés sous pression
Le noircissement des alliages d’aluminium moulés sous pression n’est pas un problème unique mais le résultat de multiples causes interconnectées.. Vous trouverez ci-dessous une structure de score totale décomposant les quatre catégories clés, étayé par des chaînes causales et des exemples spécifiques:
1.1 Production & Causes liées au processus
Les défauts dans les processus de fabrication jettent les bases du noircissement en laissant des résidus ou en créant des vulnérabilités structurelles.. Le tableau ci-dessous détaille les problèmes de processus courants et leurs impacts:
| Problème de processus | Explication technique | Impact sur le noircissement |
| Adhésion des contaminants | Des résidus de agents de démoulage, fluides de coupe, ou fluides de saponification restent sur la surface de l'aluminium après la coulée. Ces substances contiennent des composants corrosifs (Par exemple, acides gras dans les liquides de coupe) qui réagissent avec l'aluminium au fil du temps. | Accélère l'oxydation de la surface: Un cadre central pour smartphone avec 0.1 des résidus d'agent de démoulage d'une épaisseur de mm peuvent noircir à l'intérieur 7 jours de stockage, contre. 30+ jours pour une pièce propre. |
| Nettoyage incomplet | Processus de nettoyage inappropriés (Par exemple, rinçage insuffisant, faible concentration de détergent) ne parvient pas à éliminer les contaminants. Lacunes dans le nettoyage (Par exemple, cavités internes difficiles d'accès) devenir des « points chauds » pour le noircissement. | Noircissement localisé: Un support de moteur automobile avec des trous de boulons non nettoyés développe des points noirs autour des trous à l'intérieur 2 semaines, tandis que le reste de la surface reste intact. |
| Mauvais paramètres de moulage sous pression | Porosité excessive ou relâchement causé par une faible pression d'injection (≤50 MPa) ou temps de maintien inadéquat (<10 secondes) crée des micropores dans l'aluminium. Ces pores retiennent l'humidité et les contaminants, déclencher une oxydation interne. | Noircissement uniforme: Un dissipateur thermique LED poreux (porosité >5%) devient uniformément noir après 1 mois dans un environnement humide, car l'humidité s'infiltre dans les pores et réagit avec l'aluminium. |
1.2 Propriétés des matériaux & Composition
La composition et la microstructure de l'alliage d'aluminium affectent directement sa résistance à l'oxydation. Deux facteurs matériels clés conduisent au noircissement:
- Impuretés excessives: Alliages à haute teneur teneur en fer (>1.3% for ADC12) ou de la ferraille d'aluminium impure (utilisé en fusion) former des composés intermétalliques fragiles (Par exemple, Al₃Fe). Ces composés sont plus sujets à l'oxydation que l'aluminium pur, créer des points noirs à la surface. Par exemple, une pièce ADC12 avec 1.5% la teneur en fer est 2 à 3 fois plus susceptible de noircir qu'une teneur en fer 0.8% fer.
- Structure de grains & Rugosité de surface: Alliages à gros grains (grain size >50 μm) ou surfaces rugueuses (Ra >6.3 μm) avoir de plus grandes surfaces exposées à l’oxygène. À grain fin (taille des grains <30 µm) et à surface lisse (Rampe <1.6 µm) les alliages forment des films d'oxyde plus uniformes, résistant au noircissement. Un carter de boîte de vitesses en aluminium brut (Rampe 12.5 µm) peut montrer un noircissement à l'intérieur 14 jours, tandis qu'un poli (Rampe 0.8 µm) reste brillant pendant 60+ jours.
1.3 Facteurs environnementaux
Les conditions environnementales externes accélèrent l’oxydation en attaquant le film d’oxyde naturel de l’aluminium. Les facteurs les plus influents sont:
- Température & Humidité: Humidité élevée (>60% RH) fournit l’humidité nécessaire à l’oxydation électrochimique. En saison des pluies ou dans les zones côtières, le risque de noircissement augmente de 40 à 60 %. Par exemple, une coque de compresseur de climatiseur en aluminium stockée dans un 70% L'entrepôt RH peut devenir noir 20 jours, contre. 45 jours dans un 40% Entrepôt RH.
- Contact pour les produits corrosifs: Exposition à des acides forts, alcalis, ou du brouillard salin (Par exemple, environnements côtiers, ateliers industriels) détruit directement le film d'oxyde protecteur. Un support en aluminium de qualité marine exposé au brouillard salin (par ASTM B117) devient noir à l'intérieur 48 heures, car l'eau salée décompose la couche d'oxyde et déclenche une oxydation rapide.
1.4 Post-traitement & Chose
Les erreurs de post-traitement ou de stockage amplifient les risques de noircissement, même pour des pièces de bonne fabrication:
- Agents de nettoyage inappropriés: Agents de nettoyage très corrosifs (Par exemple, strong alkaline detergents with pH >12) graver la surface en aluminium, retirer le film d'oxyde naturel et exposer la matrice à l'oxydation. Une pièce en aluminium nettoyée à l'aide d'un pH 13 le détergent peut commencer à noircir 3 jours, contre. 25+ jours pour un nettoyé avec un détergent neutre (pH 6-8).
- Gestion du stockage négligente: Differences in humidity across warehouse heights (Par exemple, 65% RH at ground level vs. 50% RH at 2m height) cause uneven blackening. Parts stored on the ground without moisture-proof packaging turn black 2–3x faster than those stored on pallets with plastic covers.
2. Solutions ciblées pour le noircissement des alliages d'aluminium moulés sous pression
Solving blackening requires addressing its root causes across the entire production chain. Below is a linear, actionable breakdown of solutions for each cause category:
2.1 Optimiser la production & Processus de nettoyage
- Refine Cleaning Protocols:
- Utiliser neutral detergents (pH 6-8) instead of corrosive ones.
- Implement a 3-step cleaning process: Soak (10 minutes dans un détergent à 50°C), rincer (eau à haute pression, 0.3 MPA), sec (air chaud, 80° C pour 5 minutes).
- Ajouter un nettoyage par ultrasons pour les pièces complexes (Par exemple, cavités internes) pour éliminer les résidus cachés.
- Ajuster les paramètres de moulage sous pression:
- Augmentez la pression d'injection à 80-120 MPa et le temps de maintien à 15-20 secondes pour réduire la porosité (porosité cible <2%).
- Utiliser le moulage sous vide pour les pièces critiques (Par exemple, boîtiers de dispositifs médicaux) pour éliminer les micropores.
2.2 Améliorer la qualité des matériaux & Composition
- Composition de l'alliage de contrôle:
- Limiter la teneur en fer à <1.0% pour ADC12 et <0.8% pour A380.
- Privilégier les matières premières de haute pureté (99.5%+ lingots d'aluminium pur) sur la ferraille d'aluminium pour les pièces critiques.
- Ajouter des traces d'éléments de terres rares (Par exemple, 0.1–0.3% cerium) to stabilize the oxide film and reduce oxidation rates.
- Optimize Microstructure:
- Use grain refiners (Par exemple, 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 Renforcer la protection des surfaces
Surface treatments form a physical barrier between aluminum and the environment, the most effective solutions are:
| Traitement de surface | Détails du processus | Protection Effect | Applications idéales |
| Anodisation | Create a 10–20 μm thick oxide layer via electrolysis. Type II anodizing (for cosmetics) or Type III hard anodizing (pour la durabilité). | Resists 48–72 hours of salt spray testing (ASTM B117); delays blackening by 6–12 months. | Shels de dispositif électronique, garniture extérieure automobile. |
| Spraying/Powder Coating | Apply a 50–100 μm thick polymer coating (Par exemple, époxy, polyester) via electrostatic spraying. | Isolates aluminum from moisture/oxygen; prevents blackening for 1–2 years. | Home appliance components (Par exemple, tambours intérieurs de machine à laver). |
| Passivation | Treat with chemical agents (Par exemple, chromate, trivalent chromium) to enhance oxide film stability. | Improves corrosion resistance by 30–50%; extends blackening-free storage to 60+ jours. | Small precision parts (Par exemple, boîtiers de capteurs) where thick coatings are impractical. |
2.4 Améliorer l'environnement & Gestion du stockage
- 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. Prévention pratique: Contrôle qualité complet du processus
Prévenir le noircissement des alliages d'aluminium moulés sous pression nécessite un contrôle proactif tout au long du cycle de vie de la production.. Vous trouverez ci-dessous une liste des points de contrôle clés, organisé par étape du flux de travail:
3.1 Pré-production (Matériel & Préparation du processus)
- Vérifier la composition de l'alliage via spectroscopie d'émission optique (OES) pour garantir que la teneur en fer et les impuretés répondent aux normes (Par exemple, ADC12: Fe ≤1,3%).
- Testez les produits de nettoyage pour la corrosion: Plongez un échantillon de pièce en aluminium dans le détergent pendant 24 heures; rejeter les détergents qui provoquent une décoloration.
3.2 En production (Fonderie & Nettoyage)
- Surveiller les paramètres de moulage sous pression en temps réel (pression d'injection, temps de maintien) à l'aide de capteurs; alert operators if parameters deviate by >10%.
- Conduire 100% visual inspection of cleaned parts: Use a white cloth to wipe the surface—reject parts with visible residue.
3.3 Post-production (Stockage & Transport)
- Implement periodic checks: Inspecter 5% of stored parts weekly for early signs of blackening (Par exemple, faint spots); adjust storage conditions if issues arise.
- Use corrosion-resistant packaging for long-distance transportation (Par exemple, sea shipping): Add desiccants (5g per cubic meter of packaging) pour absorber l'humidité.
Perspective de la technologie Yigu
À la technologie Yigu, we see die casting aluminum alloy blackening as a solvable issue—one that requires full-process control rather than post-hoc fixes. Pour les clients automobiles, we optimize cleaning processes (neutral detergents + nettoyage à ultrasons) et ajouter 0.2% cerium to ADC12 to reduce blackening rates by 70%. For electronic clients, we apply Type II anodizing (15 couche μm) and moisture-proof packaging, ensuring parts stay bright for 12+ mois. We also train clients on storage best practices (40–50% RH, pallet storage) to prevent on-site blackening. Finalement, blackening prevention isn’t just about quality—it’s about protecting brand reputation by delivering consistent, produits durables.
FAQ
- Can already blackened die casting aluminum alloy parts be restored?
Oui, 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% acide nitrique) to remove the oxide layer, then re-anodize or spray-coat to prevent re-blackening. Note: 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 (Par exemple, 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 (pas d'huile, peinture, or corrosion); pre-treat scrap with a degreaser before smelting.
- Add grain refiners (Par exemple, titanium boride) to offset the negative effects of scrap impurities. Pour les pièces critiques (Par exemple, dispositifs médicaux), avoid scrap aluminum entirely.