一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法技术

本发明专利技术公开了一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法,非对称极是对现有对称极氧化方法的一种改进，它是针对超大铝合金板脉冲氧化克服传统氧化方式对电源功率要求高的一个有效措施。本发明专利技术在传统空气导流板铝合金板件阳极氧化加工技术基础上，基于确保氧化膜质量，提高阳极氧化生产效率，降低阳极氧化生产成本和排污量的理念基础上，确保氧化膜满足核电产品要求，而设计开发的一种非对称极快速阳极氧化工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法
本专利技术属于核电站建造领域，特别涉及一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法。
技术介绍
非能动三代核电站空气导流板将屏蔽厂房和安全壳之间的区域分隔成为外环腔和内环腔，从而为非能动安全壳冷却系统(PCS)提供空气流道。外部冷空气从屏蔽厂房入口处进入，沿外环腔向下流动，在导向叶片(导流装置)处转为沿内环腔向上流动，最后从安全壳顶部排气口排出，空气不断流动，带走安全壳上的多余热量，从而起到冷却安全壳的作用。根据空气导流板设备制造要求，除A、B、C型板导流板筋板、导向叶片内部筋板，对外露铝合金板件、型材表面需进行表面阳极氧化并封孔。其中，B型板采用的铝合金板件单件表面积为16m2,在阳极氧化领域属于超大表面积工件，采用传统阳极氧化工艺需对工件双面进行氧化，一般氧化电源功率难以满足要求，即使设计专用的大功率氧化电源，也难以确保在较大面积的工件上形成均匀厚度和质量稳定的氧化膜。另一方面，B型板需要氧化的工件数量占总体需氧化工件的90％左右，采用传统工艺会增加阳极氧化加工成本和排污量，对氧化电源功能和制冷能力的要求高，同时阳极氧化过程不稳定、工件返修率高，生产效率较低。综上因素，传统的阳极氧化工艺已不能够很好的满足B型板的阳极氧化加工处理。
技术实现思路
本专利基于上述空气导流板阳极氧化工艺现状，针对非能动核电站空气导流板阳极氧生产制造要求，在实验基础上，研究出一种非对称极超大铝合金板件(表面积≥10m2)快速阳极氧化方法。非对称极是对现有对称极氧化方法的一种改进，它是针对超大铝合金板脉冲氧化克服传统氧化方式对电源功率要求高的一个有效措施。本专利在传统空气导流板铝合金板件阳极氧化加工技术基础上，基于确保氧化膜质量，提高阳极氧化生产效率，降低阳极氧化生产成本和排污量的理念基础上，确保氧化膜满足核电产品要求，而设计开发的一种非对称极快速阳极氧化工艺。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法，包括如下步骤，1)对铝合金板件进行前处理，去除铝材表面的油脂及天然氧化膜；2)将步骤1)处理后的铝合金板件作为阳极，铅板作为阴极，进行非对称脉冲氧化处理；即得。优选的是，步骤1)中，所述的前处理为将工件浸入60～90g/L的室温硫酸溶液3～5分钟进行除油、水洗后，再将工件放入温度为40～60℃的40～60g/L的氢氧化钠溶液中3～6分钟，去除铝材表面的自然氧化膜，水洗后，再将工件放在80～120g/L的室温硫酸溶液3～9分钟进行中和；(所述室温为20℃-25℃)优选的是，步骤2)中，所述的非对称脉冲氧化处理的条件为:将工件放入氧化槽，调整工件和阴极板的间距为300～600mm，进行非对称脉冲氧化处理，其中，脉冲峰值电压为DC25～120V、峰值时间为3～5分钟、基值电压为DC5～12V、周期为4～6分钟、氧化时间为30～45分钟。采用本专利技术中脉冲氧化方式的脉冲参数，在电流峰值形成氧化膜，基值时间进行有效散热，良好的散热减少了氧化膜因过热而产生“过烧”(过烧会使氧化膜局部发白，是一种不合格的氧化膜)，同时，致密度不好、耐腐蚀差的氧化膜也会在基值时间被溶液溶解掉，以确保最终得到耐腐蚀性较好的氧化膜。对大型铝合金件而言，由于氧化需要较大的电能，对电源的功率要求较高，采用非对称极氧化的方式可以有效降低氧化过程对电源的功率要求，从而使脉冲氧化成为可能。优选的是，步骤2)中，所述非对称脉冲氧化处理以铝合金板件作为阳极，以表面包裹非棉质品集气袋的条状铅板作为阴极。优选的是，所述的阳极和阴极的面积比为1：1.6～1.9。优选的是，所述的阳极和阴极的间距为300～600mm。优选的是，步骤2)中，所述非对称脉冲氧化处理的电解液为硫酸的水溶液。优选的是，所述电解液的温度为12～25℃。上述任一方法制得的超大铝合金板件，其氧化膜厚度为1.6～30mm。优选的是，步骤2)中，为克服采用非对称极氧化工件与阴极板在电场力(F＝QE/2)作用下产生相对运动导致两极相互碰撞而产生工件烧损，对阴极板进行了表面5-10mm耐腐蚀的蜂窝装栅板绝缘隔离措施，同时对脉冲参数进行优化，以控制其在整个氧化过程中相对运动的距离在安全范围内。本专利工艺技术与现有空气导流板铝合金板件阳极氧化工艺技术相比较，在保证氧化膜质量的前提下，具有以下优点及效果：1.降低空气导流板铝合金板件阳极氧化水、电、化学原材料的消耗；2.采用本专利技术，工件平均氧化时间可缩短20～30％，不仅节约了用电成本，同时也提高了生产效率。另外，氧化膜耐腐蚀性有明显的提高，336小时盐雾试验合格。3.减少因“过烧发白“引起的返修；4.降低对氧化电源和制冷机容量的要求；5.降低氧化加工成本；6.减少对环境的排污量；7.提高企业行业竞争力；8.是一种高速阳极氧化工艺。附图说明图1本专利中非对称极阳极氧化工艺生产线装置示意图。其中，1-高速氧化电源、2-槽体、3-阴极板、4-工件、5-出水管、6-进水管、7-水泵、8-制冷机组具体实施方式以下通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规的方法和条件进行选择。实施例1：非对称极阳极氧化工艺生产线参考图1，生产线安装前，分别对氧化电源1、制冷机组8、槽液循环系统等进行调试。调试完成，参考图1，将槽体2、阴极板3(工件4与阴极板3的面积比为1：1.6～1.9)、进水管6、出水管5、水泵7、制冷机组8、氧化电源1等进行有序组装。组装后进行系统的空载运行和联机调试。空载运行完毕，进行氧化槽液的配制。氧化槽液配制同传统氧化槽液配置方法相同。即先向槽内添加约三分之一的水，然后根据理论计算的硫酸需求量，向槽中添加硫酸，添加硫酸的过程要注意控制槽液温度，避免温度过高。完成硫酸添加后，再向槽中加水至槽液总量的95％左右，然后对槽液进行循环搅拌，待搅拌均匀后，对槽液进行化验，根据化验结果，向槽中添加适量的水或硫酸，最后向槽中添加辅助化学原材料，并对槽液进行全面的化学分析，并根据阳极氧化工艺要求，对槽液进行维护。脉冲氧化槽溶液硫酸浓度应控制在22-27g/L。槽液配制完成，需对其进行充分的搅拌和制冷，槽液温度到达12～25℃时，方可放入工件，进行阳极氧化的产品生产加工。工件处理将工件浸入60～90g/L的室温硫酸溶液3～5分钟进行除油，水洗后，再将工件放入温度为40～60℃的40～60g/L的氢氧化钠溶液中3～6分钟，去除铝材表面的自然氧化膜，水洗后，再将工件放在80～120g/L的室温硫酸溶液3～9分钟进行中和；再次水洗后，将工件放入氧化槽，调整工件和阴极板的间距为300～600mm，进行非对称脉冲氧化处理，其中，脉冲峰值电压为DC25～120V、峰值时间为3～5分钟、基值电压为DC5～12V、周期为4～6分钟、氧化时间为30～45分钟。制得的铝合金板件的氧化膜厚度为20～50μm，336小时盐雾试验合格。实施例2将工件浸入65g/L的室温硫酸溶液5分钟进行除油，水洗后，再将工件放入45g/L60℃的氢氧化钠溶液中3分钟，去除铝材表面的自然氧化膜，水洗后，再将工件放在90g/L的室温硫酸溶液5分钟进行中和；再次水洗后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法，其特征在于，包括如下步骤，1)对铝合金板件进行前处理，去除铝材表面的油脂及天然氧化膜；2)将步骤1)处理后的铝合金板件作为阳极，铅板作为阴极，进行；即得。

【技术特征摘要】
1.一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法，其特征在于，包括如下步骤：1）对铝合金板件进行前处理，去除铝材表面的油脂及天然氧化膜；2）将步骤1）处理后的铝合金板件作为阳极，铅板作为阴极，进行非对称脉冲阳极氧化；即得单面有氧化膜的铝合金板；步骤2）中，所述的非对称脉冲阳极氧化的条件为:将工件放入氧化槽，调整工件和阴极板的间距为300～600mm，进行非对称脉冲氧化处理，其中，脉冲峰值电压为DC25～120V、峰值时间为3～5分钟、基值电压为DC5～12V、周期为4～6分钟、氧化时间为30～45分钟；所述铝合金板件的表面积≥10m2；所述的非对称极是指：阳极氧化池中仅有一块阴极板和一块阳极板；所述铝合金板件为非能动核电站空气导流板B型板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中，所述的前处理为将工件浸入60～90g/L的室温硫酸溶液3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋聚海，王洋，于立学，白科财，
申请(专利权)人：山东核电设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37