铝合金微弧氧化环保工艺量产化研究

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1、一、．。除去残余的氧化物，使表面腐蚀更趋均匀，将局部腐蚀Eg池的影响降低至最小程度，以酸活化产生一个平衡的表面电势。浸锌溶解氧化物，开成一层薄薄的锌的氢氧化物膜层，以防止镁再次氧化。内镀铜由于锌很活泼，好多金属难以直接在它上面沉积，铜可作为底层，以利于进一步电镀氟化物活化兰除妻要氧鸶物，用_层M萨：薄膜来代替，认为氟化物处理能够控制锌或镍的沉积速率，这样可以产生更为黏着的沉积层。化学镀镍在表面沉积一层镍基合金，作为进一步电镀或化学镍的底层。铝合金微弧氧化环保工艺量产化研究周雅邵志松刘炳根南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌邮编：330063摘要课题以锻铝6063产品

2、为研究对象，在保证膜层耐磨性扣环保性的基础上，通过电解液配方和添加剂以及通电方式研究，降低了电流密度，提高了工艺操作温度，达到了降低生产成本，实现产品工业量产化目的。单独以硅酸钠为槽液组分进行微弧氧化得到的陶瓷膜层粗糙，耐磨性差。随着硅酸钠含量的增加，膜层厚度也增加，但当硅酸钠达到一定量后，成膜速度有所下降。槽液中增加添加荆A后，膜层表面孔径变细，光滑度增加，膜层耐膜性也变好。但是添加荆A会阻碍成膜，含量不宜太高。向电解液中添加丙三醇，能够提高膜层抗烧蚀能力，使电解液工作温度提升到了90℃。电解液加入防烧剂B后，即使产品在沸水中进行微弧氧化也不会出现膜层被烧蚀情况，彻

3、底解决了铝合金微弧氧化膜层在高温烧蚀问题。采用直流和直流脉冲两种通电方式进行微弧氧化，发现直流脉冲对防止膜层烧蚀有一定作用，但是在乎均电流一定的情况下，直流脉冲通电方式下成膜速率低于直流下的成膜速率。铝合金微弧氧化电流过大，槽液发热和电弧发热都很严重，浪费电能；电流密度太小，成膜速度慢。本工艺将电流密度控制在1．5—2A／din2，比一般的微弧氧化工艺下降了一个数量级，既降低了槽液发热，也节省电能。铝合金材质对成膜有较大影响，可溶性杂质含量偏高，会影响阳极表面钝化状态，推迟起弧时间，铗含量超过1％影响膜层结构，导致膜层舒松，耐磨性下降。本工艺得到的膜层厚度为7一15u

4、m，膜层经过lO万次的拉丝耐磨试验和lO天的酸浸泡实验都合格，现以进行量产。关键词铝合金微弧氧化防烧剂量产．-——252．．——铝及其合金具有比强度高，良好的导热和导电性、反光性强、塑性好、成型性好、无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料，被广泛应用于现代汽车工业、航天工业、电子通讯业、计算机行业。但是由于铝本身质地软，腐蚀电位较负，容易受到磨损和腐蚀，因此在实际应用中对铝和铝合金进行适当的表面处理以增强其表面能力已成为必不可少的工艺之一。微弧氧化技术是目前阀门金属表面改性技术中的一个研究热点，利用微弧氧化技术对材料进行表面改性和表面防护以及制造新的结

5、构材料受到越来越大重视。这项技术可以在铝、钛、镁、锆等金属及其合金表面形成具有一系列优异性能的陶瓷膜层[1]。此技术应用于铝合金上，能够将铝合金材料与陶瓷材料的优．点达到完美的结合，所形成的氧化陶瓷膜不仅具有阳极氧化膜的优良结合力，还具有较高的硬度，起到防腐耐磨等作用。目前国内外都对微弧氧化技术做了大量研究，俄罗斯在这方面处于领先地位，除了形成了自己的理论还将一些技术进行了出121。在我国微弧氧化技术见诸于文献报道只是近十年的历史，这几年主要有西安交通大学、北京师范大学等研究机构在做研究，且主要研究工作集中在成膜机理，配方开发等方面，整个研究还处在实验室研究阶段，大规

6、模的量产还没有[2]。限制微弧氧化技术大规模应用主要有下面几个问题：1．工作电压较高(500V以上)，电流密度大(10—20h／din2)给工业化量产设备制造(特别是大功率电源)带来困难；2．氧化过程中散热多，电解液温度上升较快难以控制，需配备较大容量的制冷和热交换设备；3．电流效率低，能源浪费严重，经济效益差。本研究针对厂方提供的锻铝6063产品进行微弧氧化环保工艺开发研究，在保证产品耐磨性和耐蚀性基础上，同时降低生产成本，达到工业化量产要求。1实验方法．1．1仪器和实验材料主要试验设备：采用广州精源生产JYw一50多功能微弧氧化电源进行实验。3459键统计型涡流测

7、厚仪测量铝阳极氧化膜的厚度。实验材料、药品和规格：阳极：锻铝6063产品，表面积ldIll2阴极：不锈钢，表面积ldm2硅酸钠，钨酸钠，丙三醇，酒石酸，添加剂A，防烧剂B1．2微弧氧化工艺流程模拟经研磨抛光的铝件氧化生产工艺，即弱碱性除油_水洗_+微弧氧化一水洗．+吹干。1．3产品工艺要求l产品的耐磨性：经过微弧氧化的陶瓷膜再250。C条件下经过l万5千次拉丝实验后，要求膜层不露底，不脱落。2产品的表观：由于产品有一定的装饰性，要求表观光滑，手感舒服。3环保要求：产品在生产时，对环境和工人污染要小，因此不能选用酸性配方，而用碱性配方。4工艺的稳定性：