一種鋁合金微弧氧化工藝方法
【專利說明】一種紹合金微弧氧化工藝方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種鋁合金微弧氧化工藝方法，屬于金屬零件表面處理方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]鋁合金材料通常采用化學(xué)氧化、硫酸(鉻酸)陽極化、硬質(zhì)陽極化等工藝方法，來滿足產(chǎn)品的耐蝕、耐磨、耐熱、高絕緣性等技術(shù)要求，廣泛應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)及各機(jī)械制造工業(yè)，特別是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用，可降低發(fā)動(dòng)機(jī)重量，提高推重比。但隨著對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求的提高，這些傳統(tǒng)表面處理工藝技術(shù)滿足不了更高的技術(shù)要求，因此，需要發(fā)展新工藝技術(shù)來提高產(chǎn)品性能，在這樣的技術(shù)背景下，微弧氧化工藝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
[0004]微弧氧化是在表面處理陽極化技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展起來的一種新技術(shù)，它是一種在含有特定離子的電解液中通過高壓放電處理和電化學(xué)的共同作用，在鋁合金表面生成陶瓷層的表面處理技術(shù)。其機(jī)理是鋁合金在電解液中作為陽極，電解槽(不銹鋼槽)作為陰極，施以較高的電壓和電流，通電后，在金屬表面立即生成一層很薄氧化物絕緣層，當(dāng)陽極氧化電壓超過某一值時(shí)，最初形成的氧化膜被擊穿，發(fā)生微區(qū)弧光放電現(xiàn)象，瞬間形成超高溫區(qū)，導(dǎo)致氧化物和基體金屬被熔融甚至氣化。熔融物與電解液接觸后，由于激冷而形成陶瓷膜層。由于擊穿總是在氧化膜相對(duì)薄弱的部位發(fā)生，當(dāng)氧化膜被擊穿后，該部位又會(huì)形成新的氧化膜，擊穿點(diǎn)則轉(zhuǎn)移到其他相對(duì)薄弱的區(qū)域，如此循環(huán)反應(yīng)，最終形成均勻的膜層。
[0005]目前，國(guó)內(nèi)該技術(shù)研究及應(yīng)用主要集中在部分科研院所，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)該技術(shù)研究應(yīng)用的不多，為滿足我公司新型號(hào)產(chǎn)品技術(shù)要求，企業(yè)自身應(yīng)研究出一種鋁合金微弧氧化工藝方法，以滿足企業(yè)自身的生產(chǎn)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于:提供一種鋁合金微弧氧化工藝方法，以滿足企業(yè)自身在不斷發(fā)展的情況下，新型號(hào)產(chǎn)品的技術(shù)要求。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為:磷酸鈉40g-50g/l ;四硼酸鈉20g-25g/l ;六偏磷酸鈉25g_30g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。
[0008]上述的鋁合金微弧氧化工藝方法，所述微弧氧化過程中，槽液溫度為10_25°C，電流密度為3.5-4.5 A/dm2,占空比為12-15，頻率為150_250Hz。
[0009]上述的鋁合金微弧氧化工藝方法，所述槽液在配制時(shí)，首先在槽體中加入三分之一體積的去離子水，加入計(jì)量好的磷酸鈉攪拌均勻至徹底溶解，然后在另外一個(gè)溶器中用40-500C的熱水溶解計(jì)量好的四硼酸鈉和六偏磷酸鈉，再將溶解好的液體加入槽體中，最后加入去離子水至規(guī)定體積，攪拌均勻。
[0010]上述的鋁合金微弧氧化工藝方法，所述去離子水的pH值為6.5-7.5，電阻率彡100000 Ω.Cm，硅含量< lmg/L，氯化物含量< 5 mg/L。
[0011]上述的鋁合金微弧氧化工藝方法，所述將工件放入槽液中微弧氧化前，先將工件進(jìn)行除油、熱水冼、冷水洗、除氧化膜、冷水洗后，再進(jìn)行微弧氧化，微弧氧化完成后再將工件進(jìn)行冷水洗、干燥。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過將工件進(jìn)行除油、熱水冼、冷水洗、除氧化膜、冷水洗后，進(jìn)行微弧氧化，微弧氧化完成后再將工件進(jìn)行冷水洗、干燥。很大程度上提高了鋁合金零件的耐蝕能力，中性鹽霧試驗(yàn)為1000-3000小時(shí)，比普通陽極化膜層耐蝕能力提高1-3倍；耐磨性方面Tabel磨損試驗(yàn)為4.9mg/10000r,比硬質(zhì)陽極化膜層提高了 50倍；耐熱性方面可承受2000°C高溫，比普通陽極化膜層提高了 10-20倍；絕緣性能方面，絕緣電阻為1000 ΜΩ，比普通陽極化膜層提高了 10倍；滿足了新型產(chǎn)品更高的技術(shù)要求。使得產(chǎn)品能夠使用在技術(shù)要求更加嚴(yán)格的各個(gè)領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的實(shí)施例1:一種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為:磷酸鈉40g-50g/l ;四硼酸鈉20g-25g/l ;六偏磷酸鈉25g_30g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。微弧氧化過程中，槽液溫度為:10-25°C，電流密度為3.5-4.5 A/dm2,占空比為12-15，頻率為 150-250Hz。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施例2: —種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為:磷酸鈉40g/l ;四硼酸鈉20g/l ;六偏磷酸鈉25g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。微弧氧化過程中，槽液溫度為:10±2°C，電流密度為3.5A/dm2，占空比為12，頻率為150Hz。與實(shí)施例1相比，物料組成搭配更加合理，微弧氧化過程更加穩(wěn)定。
[0015]本發(fā)明的實(shí)施例3: —種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為:磷酸鈉50g/l ;四硼酸鈉25g/l ;六偏磷酸鈉30g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。微弧氧化過程中，槽液溫度為:25±2°C，電流密度為4.5A/dm2，占空比為15，頻率為250Hz。與例2相t匕，在相同時(shí)間條件下，成膜速度要快10%。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例4:一種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為:磷酸鈉45g/l ;四硼酸鈉20g/l ;六偏磷酸鈉25g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。微弧氧化過程中，槽液溫度為:20±2°C，電流密度為3.5A/dm2，占空比為12，頻率為200Hz。與例2相t匕，成膜速度要快10%，與例3相當(dāng)，但膜層表面光潔度要比例3要高一個(gè)等級(jí)。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例5: —種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為:磷酸鈉45g/l ;四硼酸鈉25g/l ;六偏磷酸鈉30g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。微弧氧化過程中，槽液溫度為:20±2°C，電流密度為4.5A/dm2，占空比為15，頻率為250Hz。本實(shí)施例成膜速度比例2快與例3相當(dāng)，光潔度與例4相當(dāng)，抗磨損性能比例2、例3以及例4提高了10%-20%。
[0018]以上實(shí)施例中的微弧氧化時(shí)間根據(jù)膜層厚度要求進(jìn)行計(jì)算。
[0019]上述實(shí)施例中的槽液在配制時(shí)，首先在槽體中加入三分之一體積的去離子水，力口入計(jì)量好的磷酸鈉攪拌均勻至徹底溶解，然后在另外一個(gè)溶器中用少量的40-50°C的熱水溶解計(jì)量好的四硼酸鈉和六偏磷酸鈉，再將溶解好的液體加入槽體中，最后加入去離子水至規(guī)定體積，攪拌均勻。而加入的去離子水的PH值應(yīng)為6.5-7.5，電阻率彡100000 Ω.cm,硅含量< lmg/L，氯化物含量<5 mg/L。若雜質(zhì)含量高于該要求，將影響膜層性能，耐蝕能力、耐磨性能、絕緣性能等會(huì)降低。
[0020]上述實(shí)施例中的工件在進(jìn)行微弧氧化前，應(yīng)先將工件進(jìn)行除油、熱水冼、冷水洗、除氧化膜、冷水洗后，再進(jìn)行微弧氧化，微弧氧化完成后再將工件進(jìn)行冷水洗、干燥。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁合金微弧氧化工藝方法，其特征在于:在物料及其組成為:磷酸鈉40g-50g/I ;四硼酸鈉20g-25g/l ;六偏磷酸鈉25g-30g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金微弧氧化工藝方法，其特征在于:所述微弧氧化過程中，槽液溫度為10-25°C，電流密度為3.5-4.5 A/dm2,占空比為12-15，頻率為150_250Hz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋁合金微弧氧化工藝方法，其特征在于:所述槽液在配制時(shí)，首先在槽體中加入三分之一體積的去離子水，加入計(jì)量好的磷酸鈉攪拌均勻至徹底溶解，然后在另外一個(gè)溶器中用40-50°C的熱水溶解計(jì)量好的四硼酸鈉和六偏磷酸鈉，再將溶解好的液體加入槽體中，最后加入去離子水至規(guī)定體積，攪拌均勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金微弧氧化工藝方法，其特征在于:所述去離子水的pH值為6.5-7.5，電阻率彡100000 Ω.cm，硅含量< lmg/L，氯化物含量< 5 mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金微弧氧化工藝方法，其特征在于:所述將工件放入槽液中微弧氧化前，先將工件進(jìn)行除油、熱水冼、冷水洗、除氧化膜、冷水洗后，再進(jìn)行微弧氧化，微弧氧化完成后再將工件進(jìn)行冷水洗、干燥。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁合金微弧氧化工藝方法，在物料及其組成為：磷酸鈉40g-50g/l；四硼酸鈉20g-25g/l；六偏磷酸鈉25g-30g/l的槽液中放入工件進(jìn)行微弧氧化。本發(fā)明通過將工件進(jìn)行除油、熱水冼、冷水洗、除氧化膜、冷水洗后，進(jìn)行微弧氧化，微弧氧化完成后再將工件進(jìn)行冷水洗、干燥。很大程度上提高了鋁合金零件的耐蝕能力，中性鹽霧試驗(yàn)為1000-3000小時(shí)，比普通陽極化膜層耐蝕能力提高1-3倍；耐磨性方面Tabel磨損試驗(yàn)為4.9mg/10000r，比硬質(zhì)陽極化膜層提高了50倍；耐熱性方面可承受2000℃高溫，比普通陽極化膜層提高了10-20倍；絕緣性能方面，絕緣電阻為1000MΩ，比普通陽極化膜層提高了10倍；滿足了新型產(chǎn)品更高的技術(shù)要求。使得產(chǎn)品能夠使用在技術(shù)要求更加嚴(yán)格的各個(gè)領(lǐng)域。
【IPC分類】C25D11-06
【公開號(hào)】CN104694990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310644865
【發(fā)明人】楊旭江, 賈亞洲, 劉鑫春
【申請(qǐng)人】貴州紅林機(jī)械有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月5日