一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法技术

本发明专利技术涉及一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，属于氧化膜制备技术领域。先对铝合金进行除油、出光以及清洗预处理，然后放入工业级硫酸浓度为180g/L～200g/L的水溶液中，在

【技术实现步骤摘要】
一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法


[0001]本专利技术涉及一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，属于氧化膜制备


技术介绍

[0002]在某些需要较高硬度铸铝零件的机构中，如导轨、高铁电池外壳等产品，要求零件具有高硬度、高耐磨及绝缘性好的性质要求，通常需要在零件的表面制备一层高硬度的氧化膜。采用传统的铝及铝合金阳极氧化工艺能够在铝及铝合金表面生成5μm～20μm厚度的阳极氧化膜，但是随着科学技术的发展，各行业对材料的表面处理要求更高，比如目前在高铁上使用的电池盒表面阳极氧化膜要求具有高硬度、高耐磨及绝缘性好的特点，对阳极氧化膜厚度要求相对较高，要求达到25μm～35μm，显然传统阳极氧化工艺已经无法满足其使用要求。,低温硬质氧化工艺能够制备厚度为20μm～200μm的氧化膜，但是其工艺要求较为严格，首先零件上不允许有锐角、尖锐棱角的地方，不适用类似电池盒这种氧化松孔度大的铸件。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，通过优化阳极氧化的工艺条件，能够制备出厚度大以及硬度高的氧化膜，而且对于待处理零件的形状无特殊要求，满足特殊产品在装配过程中的使用要求。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0005]一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，所述方法步骤如下：
[0006]先对铝合金进行除油、出光以及清洗预处理，然后放入工业级硫酸浓度为180g/L～200g/L的水溶液中，在
‑
2℃～
‑
8℃下进行阳极氧化，阳极氧化完成后采用热水进行封闭处理，在铝合金表面形成高硬度的氧化膜。
[0007]进一步地，所述铝合金为铸造铝合金(如ZL
1～12
)时，采用直流式单向全波电流，所施加的电流密度为2A/dm2～2.5A/dm2。
[0008]进一步地，所述铝合金为铜含量不小于2.5％(如LY
11
、LY
12
)的铝合金时，采用半波有反向电流，所施加的正向电流密度为3.5A/dm2～4A/dm2，所施加的反向电流密度为0.8A/dm2～1.0A/dm2。
[0009]进一步地，选用铅板或铅棒作为阴极。
[0010]进一步地，在工业级硝酸浓度为500mL/L的水溶液中浸泡3s～5s，完成对铝合金的出光处理。
[0011]进一步地，在90℃～100℃的热水中封闭30s～60s，完成封闭处理。
[0012]有益效果：
[0013]本专利技术在较低的温度下进行氧化，有利于增加氧化膜的耐磨性，这是由于电解液对膜的溶解速度下降所致。由于铜量较高的铝合金容易生成CuAl2的化合物，这种化合物在
氧化时溶解较快，易烧毁零件，所以本申请在高浓度的硫酸溶液中采用半波有反向电流处理。提高电流密度则膜层生成速度加快，氧化时间可以缩短，膜层溶解量减少，而耐磨性提高；但电流密度太高时，因受发热量影响，膜层的硬度反而降低；若电流密度太低，电压升高的缓慢，虽然发热量减少，但膜层受到硫酸的化学溶解时间变长，所以硬度较低。所以本申请通过严格调控氧化的工艺条件，能够在较低的温度下制备出厚度大以及硬度高的氧化膜，而且该方法对于待处理零件的形状无特殊要求，通用性强，具有很好的应用前景。
具体实施方式
[0014]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
[0015]实施例1
[0016]在ZL
11
铝合金零件表面制备高硬度氧化膜的操作如下：
[0017](1)在超声波清洗槽中洗去零件表面的油污，取出后先用80℃℃以上的热水清洗再用冷水(即室温下的水)清洗；
[0018](2)将除油污后的零件浸入工业级硝酸浓度为500mL/L的水溶液中进行出光处理，浸泡5s后取出并用冷水清洗；
[0019](3)将出光后的零件放在夹具上并放入工业级硫酸浓度为189g/L的水溶液中，夹具与导电杆接触可靠，以铅板为阴极，在
‑
5℃下进行阳极氧化，其中对阳极施加直流式单向全波电流，在电流密度为2A/dm2～2.5A/dm2的范围内氧化70min，在零件表面形成厚度39μm的氧化膜。
[0020]采用TT230型号测厚仪测得零件表面所形成的氧化膜厚度平均值为39μm。使用HV
‑
1000型号显微硬度仪对零件表面的氧化膜进行测试，检测温度为(23
±
2)℃，相对湿度为(50
±
5)％，测得氧化膜的硬度为312kg/mm2(>300kg/mm2，《GB/T 9790金属覆盖层及其他相关覆盖层维氏和努氏显微硬度实验》)。
[0021]实施例2
[0022]在LY
12
铝合金零件表面制备高硬度氧化膜的操作如下：
[0023](1)在超声波清洗槽中洗去零件表面的油污，取出后先用80℃以上的热水清洗再用冷水清洗；
[0024](2)将除油污后的零件浸入工业级硝酸浓度为500mL/L的水溶液中进行出光处理，浸泡3s后取出并用冷水清洗；
[0025](3)将出光后的零件放在夹具上并放入工业级硫酸浓度为189g/L的水溶液中，夹具与导电杆接触可靠，以铅棒为阴极，在
‑
6℃下进行阳极氧化，其中对阳极施加半波有反向电流，其中所施加的正向电流密度为3.5A/dm2～4A/dm2以及反向电流密度为0.8A/dm2～1.0A/dm2，氧化55min，在零件表面形成厚度38μm的氧化膜。
[0026]采用TT230型号测厚仪测得零件表面所形成的氧化膜厚度平均值为38μm。使用HV
‑
1000型号显微硬度仪对零件表面的氧化膜进行测试，检测温度为(23
±
2)℃，相对湿度为(50
±
5)％，测得氧化膜的硬度为274kg/mm2(>250kg/mm2，《GB/T 9790金属覆盖层及其他相关覆盖层维氏和努氏显微硬度实验》)。
[0027]综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。
凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，其特征在于：所述方法步骤如下：先对铝合金进行除油、出光以及清洗预处理，然后放入工业级硫酸浓度为180g/L～200g/L的水溶液中，在
‑
2℃～
‑
8℃下进行阳极氧化，阳极氧化完成后采用热水进行封闭处理，在铝合金表面形成高硬度的氧化膜。2.根据权利要求1所述的一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，其特征在于：所述铝合金为铸造铝合金时，采用直流式单向全波电流，所施加的电流密度为2A/dm2～2.5A/dm2。3.根据权利要求2所述的一种高硬度氧化膜的铝合金阳极氧化方法，其特征在于：所述铸造铝合金为ZL1、ZL2、ZL3、ZL4、ZL5、ZL6、ZL7、ZL8、ZL9、ZL
10
、ZL
11
或ZL
12
。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，李燕霞，李鹏宇，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：