一種快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本成果涉及一種快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝方法，同時適用多種鋁合金材質 的硬質陽極氧化的工藝方法。
【背景技術】
[0002] 鋁及鋁合金的硬質陽極氧化的特點就是氧化膜厚度最高可達250μπι;膜層硬度很 高，在純鋁上HV=11768-14710MPa，在鋁合金上HV=2452-4903MPa;并與基體結合十分強固， 具有很高的抗蝕性、耐磨性、絕緣性及吸附性等，尤其在工業(yè)大氣和海洋性氣候中有卓越的 耐蝕性等優(yōu)良特性，因此在國防工業(yè)和各種機械制造上應用十分廣泛，主要用于制造耐熱、 耐磨、絕緣性要求很高的鋁質零件，如活塞、汽缸、軸承、水電設備葉輪等。但缺點是氧化過 程中要求溫度為低溫(_5°C_10°C)，能耗高，氧化時間較長，生產效率低，終止電壓有時可達 110V，安全操作性能降低;而且不同材質必須采用不同濃度的硫酸才可進行氧化，例如大多 數的鋁合金可采用中等濃度的溶液;含銅量高的鋁合金要采用高濃度的溶液，純鋁或鑄鋁 要采用低濃度的溶液；同時為使溶液保持較低的溫度，必須采用人工強制冷卻和壓縮空氣 攪拌，存在氧化溫度低和氧化時間長的問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝，解決了氧化溫度低和氧化時 間長的的技術問題。
[0004] 本發(fā)明是通過以下技術方案解決以上技術問題的： 一種快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝，包括以下步驟： 第一步、配置氧化液溶液:氧化液溶液，以100份重量溶液單位為準，含有79.5-85.5份 水、13-18份硫酸和1.5-2.5份草酸； 第二步、在18-24°C條件下，按鑄鋁氧化電流密度按2.5A/dm2，鋁合金氧化電流密度按 3A/dm2，對錯合金進行氧化。
[0005] 快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝與低溫硬質陽極氧化工藝相比有以下顯著特 點。（1)工藝穩(wěn)定性好:試驗中試驗件的一次硬質陽極氧化成功率高，工藝配方試驗件的一 次氧化成功率100%，工藝參數試驗件的一次氧化成功率100%，最佳工藝參驗證試驗件的一 次氧化成功率100%，證明該溶液工藝穩(wěn)定性好。（2)生產安全性可靠：普通硫酸低溫氧化終 止電壓有時可達110V，該快速成膜工藝具有起始電壓（14V)和終止電壓（28V)均低的優(yōu)勢， 為鑄鋁硬質陽極氧化提供了一個安全的操作環(huán)境。（3)氧化時間短，節(jié)約能源等:快速成膜 鑄鋁硬質陽極氧化工藝氧化時氧化膜層厚度可與氧化時間成正比生成，即1分鐘生成Ιμπι厚 的氧化膜間，只需氧化15-45分鐘的時間就可達氧化膜厚度15-45μπι和氧化膜硬度3000- 5000MPa，與普通低溫鑄鋁硬質陽極氧化時間60-90min(氧化膜厚度約20-40μπι，氧化膜硬度 2000-4000 MPa)相比較，工作效率明顯提高很多；而且生產過程中槽液發(fā)熱量低，只有5.7 萬千卡/小時，無需冷凍設備強制降溫，只需在氧化過程中冷卻保持溶液溫度18_24°C，與普 通硫酸硬質陽極氧化前需強制降溫到低溫，發(fā)熱量高達12.8萬千卡/小時相比，節(jié)約大量能 源。（4)常溫操作，勞動環(huán)境好:在18~24°C溫度下操作，工人有一個良好的勞動環(huán)境。（5)生 產成本低。
[0006] 快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝適用于多種鑄鋁，也適用于多種鋁合金材質，具 有發(fā)熱量低，配方簡單、成本低廉，工藝穩(wěn)定，安全可靠等優(yōu)點，有較高的推廣價值。
【具體實施方式】
[0007] 下面對本發(fā)明進行詳細說明： 下面結合實例對本成果快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝作進一步說明。
[0008] 硬質陽極氧化工藝流程為:除油一除銹一硬質陽極氧化一封閉 實例一:鑄鋁材質試驗件在槽液溫度18°c，按氧化工藝流程進行生產，其中氧化時間為 30min;氧化后從試驗件不同部位解剖3塊試塊，用金相顯微檢測氧化膜厚度、氧化膜硬度， 氧化工藝條件和檢測結果見表2。
[0009] 表2快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝方案1
實例二:鑄鋁材質試驗件在槽液溫度23°C，按氧化工藝流程進行生產，其中氧化時間為 35min;氧化后從試驗件不同部位解剖3塊試塊，用金相顯微檢測氧化膜厚度、氧化膜硬度， 氧化工藝條件和檢測結果見表3。
[0010]表3快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝方案2
實例三:鋁合金材質試驗件在槽液溫度23°C，按氧化工藝流程進行生產，其中氧化時間 為40min;氧化后從試驗件不同部位解剖3塊試塊，用金相顯微檢測氧化膜厚度、氧化膜硬 度，氧化工藝條件和檢測結果見表4。
[0011] 表4快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝方案3
實例四：鋁合金材質試驗件在槽液溫度20°C，按氧化工藝流程進行生產，其中氧化時間 為60min;氧化后從試驗件不同部位解剖3塊試塊，用金相顯微檢測氧化膜厚度、氧化膜硬 度，氧化工藝條件和檢測結果見表5。
[0012] 表5快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝方案4
上述試驗件解剖試塊檢測結果證明，鑄鋁及鋁合金在快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝 中、常溫條件下生成的氧化膜性能完全可滿足技術要求，與普通低溫氧化工藝相比可縮短 氧化時間近一半，顯著提高生產效率，同時操作人員生產環(huán)境安全。
【主權項】
1. 一種快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝，包括以下步驟： 第一步、配置氧化液溶液:氧化液溶液，以100份重量溶液單位為準，含有79.5-85.5份 水、13-18份硫酸和1.5-2.5份草酸； 第二步、在18-24°C條件下，按鑄鋁氧化電流密度按2.5A/dm2，鋁合金氧化電流密度按 3A/dm2，對錯合金進行氧化。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速成膜鑄鋁硬質陽極氧化工藝，解決了氧化溫度低和氧化時間長的技術問題，包括以下步驟：第一步、配置氧化液溶液：氧化液溶液，以100份重量溶液單位為準，含有79.5-85.5份水、13-18份硫酸和1.5-2.5份草酸；第二步、在18-24℃條件下，按鑄鋁氧化電流密度按2.5A/dm2，鋁合金氧化電流密度按3A/dm2，對鋁合金進行氧化。本發(fā)明配方簡單、成本低廉，工藝穩(wěn)定，安全可靠等優(yōu)點，有較高的推廣價值。
【IPC分類】C25D11/04, C25D11/06
【公開號】CN105420781
【申請?zhí)枴緾N201510825363
【發(fā)明人】崔秀梅, 田軍文, 耿瑩晶, 王玉兵, 張月琦
【申請人】山西江淮重工有限責任公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月24日