铝合金表面氧化膜的制作方法技术

本发明专利技术提供了一种铝合金表面氧化膜的制作方法，所述铝合金表面氧化膜的制作方法包括如下步骤：S1：提供铝合金，对所述铝合金进行预处理；S2：提供氧化封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液内的有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，将所述铝合金和阴极放置在氧化封孔液内，接通电源，以所述铝合金作为阳极进行氧化并且进行封孔，以在所述铝合金表面形成氧化膜；S3：对氧化膜进行二次机加工以改变厚度。本发明专利技术的铝合金表面氧化膜的制作方法，通过在酸液中加入有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，因此可以在铝合金阳极氧化形成氧化膜时，实现氧化膜封孔的效果，同时使得氧化膜的摩擦系数较低，具有自润滑性能。

【技术实现步骤摘要】
铝合金表面氧化膜的制作方法
本专利技术涉及一种铝合金表面氧化膜的制作方法。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。由于其导热性好、轻质高强、易于加工、可制成各种型材、板材和特定形状的零部件。而且在使用过程中有噪音低和抗腐蚀性能好等特点，因此，铝合金在航空、航天、汽车、机械制造、船舶等工业中已大量应用。在超精密加工机床领域，铝合金的应用也具有独特的优势。比如对超精密加工机床用直线导轨的基本要求就包括动作灵活、无爬行等不连续动作等；直线精度好；具有与使用条件相适应的刚性；高速运动时发热量少；维修保养容易。因此，铝合金的应用就变得十分普遍。目前超精密机床常用的直线导轨主要有滚动导轨和V-V型导轨、气体静压导轨、液体静压导轨。这其中又以空气静压导轨最为普遍，其直线度最高可达0.1到0.2um/250mm。为了保证机床在使用过程中一直保持很高的精度，同时保证导轨在工作状态和不工作状态都能严格保持尺寸精确度和形状稳定度，要求导轨具有一定的耐磨性。但是，铝合金的表面硬度低、耐磨性能差、需要提高产品的耐磨性。一般而言，通过阳极氧化在铝合金表面制备一层硬质的Al2O3膜就能达到改善耐磨性能的目的。阳极氧化是指铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用，在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。这种膜层不仅具有较高的硬度和厚度，而且还有低的粗糙度。氧化膜可以用来防止制品的腐蚀或达到防护、装饰的双重目的，如用作耐磨层、电绝缘层、喷漆底层和电镀底层等。铝及铝合金的阳极氧化工艺在工业上已经得到广泛的应用。传统的阳极氧化技术一般采用直流或交流氧化电源，氧化封孔液多使用硫酸、草酸等溶液，在0度左右的温度下制备氧化膜。然后通过封孔形成稳定的连续氧化膜。这个氧化膜的硬度一般在350到380HV，摩擦系数在0.18到0.20之间。然而，这样的氧化膜硬度较低、耐磨性能差。不适合超精密加工机床对超级精度的要求，也不能提供适合要求的耐磨性。要改善铝合金表面的氧化膜特性来达到较好的耐磨性，一般的方法有两个。一个是加强氧化膜自身的硬度，厚度或者形状以及内部结构。这样的措施并不改变摩擦系数。由于常规的阳极氧化是在铝合金表面形成致密的氧化膜，这样的氧化膜厚度较薄，实际上并不能十分有效的改善铝合金的耐磨性能。此外，作为超精密机床用的零部件，氧化膜还需要进行二次加工，加工后的氧化膜厚度，分布等都会因为加工工艺的变化而发生改变，造成耐磨性变得更差。第二个办法就是改变氧化膜的结构，使其能够降低干摩擦时候的摩擦系数。因此它可以有效地应用于摩擦状态工作的铝制品零件。有鉴于此，有必要对现有的铝合金表面氧化膜的制作方法予以改进，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝合金表面氧化膜的制作方法，以解决现有铝合金表面氧化膜的摩擦系数较高的问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种铝合金表面氧化膜的制作方法，所述铝合金表面氧化膜的制作方法包括如下步骤：S1：提供铝合金，对所述铝合金进行预处理；S2：提供氧化封孔液和封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液内的有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，将所述铝合金和阴极放置在氧化封孔液内，接通电源，以所述铝合金作为阳极进行氧化并且进行特殊的封孔，以在所述铝合金表面形成氧化膜；S3：对氧化膜进行二次机加工以改变厚度。作为本专利技术的进一步改进，步骤S1进一步包括如下步骤：S11：提供铝合金，对所述铝合金表面打磨、抛光；S12：在15％的硫酸溶液进行3min脱脂处理，然后水洗；S13：在5％氢氧化钠溶液内且在50-70℃的温度范围内进行2min碱蚀处理，然后水洗。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中的酸液为单酸、二酸、三酸中一种或者多种的混合物。作为本专利技术的进一步改进，所述酸液为硫酸溶液、草酸溶液、氨基磺酸溶液、硫酸铝溶液的混合溶液。作为本专利技术的进一步改进，所述有机聚合物为聚四氟乙烯或聚碳酸酯类物质。作为本专利技术的进一步改进，所述有机聚合物为粒径在0.5微米左右的聚四氟乙烯。作为本专利技术的进一步改进，所述表面活性剂为全氟羧酸或氟碳表面活性剂或碳氨表面活性剂。作为本专利技术的进一步改进，所述表面活性剂为0.1g/L的十二烷基苯磺酸钠和烷基酚聚氧乙烯醚。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中的氧化封孔液制作过程如下：在质量分数60％的聚四氟乙烯浓缩分散液中加入表面活性剂进行分散，搅拌30分钟，此时，微颗粒表面在复合表面活性剂的作用下而带上负电荷，然后，将其加入到酸液中搅拌30分钟使之均匀。作为本专利技术的进一步改进，步骤S2中的阴极为铅板阴极，电源为直流电源，氧化温度为-4℃-0℃，控制氧化时间40分钟。本专利技术的有益效果是：本专利技术的铝合金表面氧化膜的制作方法，通过在酸液中加入有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，因此可以在铝合金阳极氧化形成氧化膜时，实现氧化膜封孔的效果，同时使得氧化膜的摩擦系数较低，具有自润滑性能。附图说明图1是本专利技术的铝合金表面氧化膜的制作方法得到的氧化膜的照片；图2是常规方法得到的氧化膜的照片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1至图2所示，本专利技术的铝合金表面氧化膜的制作方法包括如下步骤：S1：提供铝合金，对所述铝合金进行预处理；其中步骤S1进一步包括如下步骤：S11：提供铝合金，对所述铝合金表面打磨、抛光；S12：在15％的硫酸溶液进行3min脱脂处理，然后水洗；S13：在5％氢氧化钠溶液内且在50-70℃的温度范围内进行2min碱蚀处理，然后水洗。预处理的步骤和具体时间可以根据需要达到的精度进行调整。S2：提供氧化封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液内的有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，将所述铝合金和阴极放置在氧化封孔液内，接通电源，以所述铝合金作为阳极进行氧化，以在所述铝合金表面形成氧化膜；S3：对氧化膜进行二次机加工以改变厚度。本实施例中，所述氧化封孔液不再是常规技术中的普通酸液，而酸液与有机聚合物和/或无机物、表面活性剂的混合物。所述步骤S2中的酸液为单酸、二酸、三酸中一种或者多种的混合物，也可以添加其他的多酸溶液。本实施例中，所述酸液为硫酸溶液、草酸溶液、氨基磺酸溶液、硫酸铝溶液的混合溶液，浓度为10％左右。有机聚合物可以是乙烯类物质，包括聚氟乙烯例如聚四氟乙烯等，或者聚碳酸酯类物质，较好的是聚四氟乙烯的聚合物，它具有良好的化学稳定性、优异的耐高低温性能和良好的自润滑性，具有很低的摩擦系数，所述有机聚合物为聚四氟乙烯或聚碳酸酯类物质。优选的，所述有机聚合物为粒径在0.5微米左右的聚四氟乙烯。在常规的酸液中加入不同数量的聚四氟乙烯分散液，通过阳极氧化过程中的电化学特性，使带负电性的聚四氟乙烯粒子定向移动到阳极铝合金表面，使微粒沉积到氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金表面氧化膜的制作方法，其特征在于：所述铝合金表面氧化膜的制作方法包括如下步骤：/nS1：提供铝合金，对所述铝合金进行预处理；/nS2：提供氧化封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液内的有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，将所述铝合金和阴极放置在氧化封孔液内，接通电源，以所述铝合金作为阳极进行氧化并且进行封孔，以在所述铝合金表面形成氧化膜；/nS3：对氧化膜进行二次机加工以改变厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面氧化膜的制作方法，其特征在于：所述铝合金表面氧化膜的制作方法包括如下步骤：
S1：提供铝合金，对所述铝合金进行预处理；
S2：提供氧化封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液内的有机聚合物和/或无机物、表面活性剂，将所述铝合金和阴极放置在氧化封孔液内，接通电源，以所述铝合金作为阳极进行氧化并且进行封孔，以在所述铝合金表面形成氧化膜；
S3：对氧化膜进行二次机加工以改变厚度。


2.根据权利要求1所述的铝合金表面氧化膜的制作方法，其特征在于：步骤S1进一步包括如下步骤：
S11：提供铝合金，对所述铝合金表面打磨、抛光；
S12：在15％的硫酸溶液进行3min脱脂处理，然后水洗；
S13：在5％氢氧化钠溶液内且在50-70℃的温度范围内进行2min碱蚀处理，然后水洗。


3.根据权利要求1所述的铝合金表面氧化膜的制作方法，其特征在于：步骤S2中的酸液为单酸、二酸、三酸中一种或者多种的混合物。


4.根据权利要求3所述的铝合金表面氧化膜的制作方法，其特征在于：所述酸液为硫酸溶液、草酸溶液、氨基磺酸溶液、硫酸铝溶液的混合溶液。...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀守勋，滕祥宇，程凯，
申请(专利权)人：江苏集萃精凯高端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32