鋁合金硬質(zhì)陽極氧化工藝研究

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1、文章編號:1001-3849(2011)08-0043-04鋁合金硬質(zhì)陽極氧化工藝研究張勝寶，師玉英，張旭(哈爾濱東安發(fā)動機(jī)集團(tuán)有限公司，黑龍江哈爾濱150066)摘要:通過大量的工藝試驗，確定了能夠同時滿足三種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化的溶液配方、工藝流程和工藝參數(shù)。實驗結(jié)果表明，通過選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，能夠在鋁合金表面形成均勻、致密、高耐磨、高耐蝕性的硬質(zhì)陽極氧化層。關(guān)鍵詞:中圖分類號:硬質(zhì)陽極氧化;脈沖;硬度文獻(xiàn)標(biāo)識碼:TG174．45AHardAnodizingTechnologyofAluminumAlloyZHANGSheng-bao，SHIYu-ying，ZHANGX

2、u(HarbinDonganenginegroupcorporationLtd．，Harbin150066，China)Abstract:Theelectrolytecomposition，technologicalprocessandparameterssatisfyingsimultaneouslythehardanodizingofthreealuminumalloysweredeterminedbyalargenumberofexperiments．Theresultsshowedthatadenseanduniformhardanodizingfilmwithhi

3、ghercorrosionandwearresistancescouldbeformedonaluminumalloybyselectingsuitableprocessparameters．Keywords:hardanodizing;pulse;hardness鋁合金硬質(zhì)陽極氧化加工行業(yè)現(xiàn)實的情況是，要獲得合格的硬質(zhì)陽極氧化膜，所采用的工藝，對不同的鋁合金材料，要采用不同的溶液、不同的工藝參數(shù)進(jìn)行加工，所用電源有直流、交直流疊加、直流疊加脈沖及脈沖等方式，這需要幾套槽液，幾種電源，這是由于鋁合金材料不同、所含元素不同、所含元素質(zhì)量的不同決定的。也就是技術(shù)難點所在。另外，

4、由于部分零件外露，需要在保證硬度的情況下，提高其耐蝕性，鹽霧試驗時間要求達(dá)到336h以上無腐蝕。為此，要研制開發(fā)在同一種成份、同一種濃度的硬質(zhì)陽極氧化槽液中、使用同一個電源，在不同的鋁合金材料制作的產(chǎn)品上獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)陽極氧化膜的生產(chǎn)工藝是必要的。引言鋁是一種比較活潑的金屬，在空氣中和氧發(fā)生作用，在表面生成一層很薄的自然氧化膜(Al2O3)，將鋁合金零件作陽極在一定溫度、一定濃度的硫酸溶液中，施加一定的電流和電壓，經(jīng)過一定的時間，即可在其表面獲得一層比在自然條件下產(chǎn)生的自然氧化膜厚得多的、可控的、有一定厚度(＞50μm)的、硬度大于250HV的硬質(zhì)陽極氧化膜。它具有較強(qiáng)

5、的硬度和耐磨性、有很好的絕熱性、有優(yōu)良的電絕緣性、有很高的耐蝕性、還有很強(qiáng)的結(jié)合力。該膜層的產(chǎn)生極大地改變了鋁合金的使用性能，這種具有獨特使用價值的工藝技術(shù)，使之在航空和航天領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用［1-4］。收稿日期:2011-05-30修回日期:2011-06-23·44·PlatingandFinishingAug．2011Vol．33No．8SerialNo．221于受制冷設(shè)備的制約，受到一定的限制［7-9］。本研究課題對三種不同的材料，摸索篩選出在同一種溶液中，用一個電源，只是變換電源的輸出方式和其它工藝參數(shù)，就能獲得符合它們各自標(biāo)準(zhǔn)要求的硬質(zhì)陽極氧化膜的工藝方法。1．

6、2工藝方案1．2．1工藝流程鋁合金硬質(zhì)陽極氧化工藝流程如下:產(chǎn)品驗收→有機(jī)溶劑除油→裝掛絕緣→化學(xué)除油→流動熱水洗→流動冷水洗→鉻酸和硫酸混合溶液酸洗→冷水逆流水洗→硬質(zhì)陽極氧化→流動冷水洗→干燥→卸卡→檢驗。1．2．2硬質(zhì)陽極氧化工藝參數(shù)為使三種不同的鋁合金材料，能在同一種陽極氧化槽液中進(jìn)行生產(chǎn)，減少生產(chǎn)線上同時有多個硬質(zhì)陽極氧化槽和整流電源，節(jié)約投資和降低生產(chǎn)費用、降低管理成本，同時又能滿足在三種不同的鋁合金材料的零件上獲得符合標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)陽極氧化膜，根據(jù)ZL114A、2A12、7075三種不同的鋁合金材料的標(biāo)準(zhǔn)(表1)和鋁及鋁合金硬質(zhì)陽極氧化膜層質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)HB5057-9

7、3及對零件具體的質(zhì)量要求(表2)，確定了硬質(zhì)陽極氧化槽液，通過工藝實驗進(jìn)行篩選，優(yōu)選出最佳的工藝配方。原理簡介與工藝方案11．1原理簡介用硫酸電解液進(jìn)行鋁合金硬質(zhì)陽極氧化的機(jī)理，與鋁合金普通硫酸陽極氧化的原理基本相同。普通的硫酸陽極氧化，槽液溫度在16～20℃，電壓在12～20V，氧化膜的生成速度與溶解速度很快就達(dá)到動態(tài)平衡了。氧化的過程中伴有大量的熱產(chǎn)生，這也提高了反應(yīng)界面的溫度，使氧化膜的溶解速度更快，此時即使延長陽極氧化時間，膜層厚度也不會增加，反而零件的幾何尺寸會不斷減?。?-6］。因此，為了獲得合格的硬質(zhì)