铝合金硬质阳极氧化工艺研究

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1、文章编号:1001-3849(2011)08-0043-04铝合金硬质阳极氧化工艺研究张胜宝，师玉英，张旭(哈尔滨东安发动机集团有限公司，黑龙江哈尔滨150066)摘要:通过大量的工艺试验，确定了能够同时满足三种铝合金硬质阳极氧化的溶液配方、工艺流程和工艺参数。实验结果表明，通过选择适当的工艺参数，能够在铝合金表面形成均匀、致密、高耐磨、高耐蚀性的硬质阳极氧化层。关键词:中图分类号:硬质阳极氧化;脉冲;硬度文献标识码:TG174．45AHardAnodizingTechnologyofAluminumAlloyZHANGSheng-bao，SHIYu-ying，ZHANGX

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

3、ghercorrosionandwearresistancescouldbeformedonaluminumalloybyselectingsuitableprocessparameters．Keywords:hardanodizing;pulse;hardness铝合金硬质阳极氧化加工行业现实的情况是，要获得合格的硬质阳极氧化膜，所采用的工艺，对不同的铝合金材料，要采用不同的溶液、不同的工艺参数进行加工，所用电源有直流、交直流叠加、直流叠加脉冲及脉冲等方式，这需要几套槽液，几种电源，这是由于铝合金材料不同、所含元素不同、所含元素质量的不同决定的。也就是技术难点所在。另外，

4、由于部分零件外露，需要在保证硬度的情况下，提高其耐蚀性，盐雾试验时间要求达到336h以上无腐蚀。为此，要研制开发在同一种成份、同一种浓度的硬质阳极氧化槽液中、使用同一个电源，在不同的铝合金材料制作的产品上获得符合标准的硬质阳极氧化膜的生产工艺是必要的。引言铝是一种比较活泼的金属，在空气中和氧发生作用，在表面生成一层很薄的自然氧化膜(Al2O3)，将铝合金零件作阳极在一定温度、一定浓度的硫酸溶液中，施加一定的电流和电压，经过一定的时间，即可在其表面获得一层比在自然条件下产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的硬质阳极氧化膜。它具有较强

5、的硬度和耐磨性、有很好的绝热性、有优良的电绝缘性、有很高的耐蚀性、还有很强的结合力。该膜层的产生极大地改变了铝合金的使用性能，这种具有独特使用价值的工艺技术，使之在航空和航天领域得到了广泛应用［1-4］。收稿日期:2011-05-30修回日期:2011-06-23·44·PlatingandFinishingAug．2011Vol．33No．8SerialNo．221于受制冷设备的制约，受到一定的限制［7-9］。本研究课题对三种不同的材料，摸索筛选出在同一种溶液中，用一个电源，只是变换电源的输出方式和其它工艺参数，就能获得符合它们各自标准要求的硬质阳极氧化膜的工艺方法。1．

6、2工艺方案1．2．1工艺流程铝合金硬质阳极氧化工艺流程如下:产品验收→有机溶剂除油→装挂绝缘→化学除油→流动热水洗→流动冷水洗→铬酸和硫酸混合溶液酸洗→冷水逆流水洗→硬质阳极氧化→流动冷水洗→干燥→卸卡→检验。1．2．2硬质阳极氧化工艺参数为使三种不同的铝合金材料，能在同一种阳极氧化槽液中进行生产，减少生产线上同时有多个硬质阳极氧化槽和整流电源，节约投资和降低生产费用、降低管理成本，同时又能满足在三种不同的铝合金材料的零件上获得符合标准的硬质阳极氧化膜，根据ZL114A、2A12、7075三种不同的铝合金材料的标准(表1)和铝及铝合金硬质阳极氧化膜层质量标准HB5057-9

7、3及对零件具体的质量要求(表2)，确定了硬质阳极氧化槽液，通过工艺实验进行筛选，优选出最佳的工艺配方。原理简介与工艺方案11．1原理简介用硫酸电解液进行铝合金硬质阳极氧化的机理，与铝合金普通硫酸阳极氧化的原理基本相同。普通的硫酸阳极氧化，槽液温度在16～20℃，电压在12～20V，氧化膜的生成速度与溶解速度很快就达到动态平衡了。氧化的过程中伴有大量的热产生，这也提高了反应界面的温度，使氧化膜的溶解速度更快，此时即使延长阳极氧化时间，膜层厚度也不会增加，反而零件的几何尺寸会不断减小［5-6］。因此，为了获得合格的硬质