铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，包括以下步骤：第一步、预处理，依次进行超声波脱脂、水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、剥黑膜、水洗、喷淋；第二步、硬质阳极氧化膜生成，将工件放入电解液中形成氧化膜；第三步、后处理，依次进行水洗、喷淋、纯水封孔、水洗、喷淋、热水洗、氮气吹干、烘干。本发明专利技术制备的硬质氧化膜厚可达60

【技术实现步骤摘要】
铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法


[0001]本专利技术属于金属材料表面处理
，涉及提供了一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法。

技术介绍

[0002]常规的硬质阳极氧化通常采用硫酸为电解溶液，这种电解溶液成本便宜，且槽液成分与浓度易于平时的管控。但在对氧化膜性能要求不断提升的今天，常规的硫酸硬质阳极氧化工艺制备的氧化膜硬度、耐蚀性及绝缘性已经无法满足军工类、半单体行业核心零部件的需求。
[0003]硬质阳极氧化制备的氧化膜层厚度要求高，具有较高的电阻，会直接影响到氧化过程中电流强度的氧化作用。为了获取较厚的氧化膜，需要外加输出电压消除电阻大的影响，而使电流密度保持一定，但电流较大时会产生激烈的发热现象，加上生成氧化膜时会放出大量的热量，使零件周围电解液温度剧烈上升，温度上升将会加速氧化膜的溶解，使氧化膜无法变厚。另外，发热现象在膜层与金属的接触处最严重，如不及时解决，加工零件的局部表面会因温度上升而被烧坏，因此必须采用制冷系统进行降温，使槽液温度始终保持在工艺范围内，同时进行压缩空气搅拌，以扩散热量，均衡温度。
[0004]常规的硫酸硬质阳极氧化工艺，为了获得硬度高、膜层厚的膜层，必须降低槽液温度，使得槽液的温度恒定在
‑
2℃～+2℃范围内，以便降低氧化膜的溶解度。虽然一样需求整套的制冷系统与外加输出电压，但是常规的硫酸硬质阳极氧化工艺，在低温环境下(
‑
2℃～+2℃)，外加的输出电压要求更高，能耗更大，更容易烧损工件，同时低温环境下成膜速率慢，生产效率低，需要改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决上述存在的诸多技术问题，特提供了一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，包括以下步骤：
[0008]第一步、铝合金工件预处理，依次进行超声波脱脂、水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、剥黑膜、水洗、喷淋；
[0009]第二步、硬质阳极氧化膜生成，将铝合金工件放入电解液中形成氧化膜；
[0010]第三步、铝合金工件后处理，依次进行水洗、喷淋、纯水封孔、水洗、喷淋、热水洗、氮气吹干、烘干。
[0011]本专利技术进一步采用的优化方案是，第一步中脱脂时间是3
‑
5min，脱脂温度是45
‑
55℃；水洗时间是60
‑
90s，水洗温度是15
‑
25℃。
[0012]本专利技术进一步采用的优化方案是，第一步中碱洗时间是10
‑
30s，碱洗温度是35
‑
45℃。
[0013]本专利技术进一步采用的优化方案是，第一步中酸蚀时间是20
‑
40s，酸蚀温度是15
‑
25℃。
[0014]本专利技术进一步采用的优化方案是，第一步中剥黑膜的时间是2
‑
3min，剥黑膜的温度是15
‑
25℃
[0015]本专利技术进一步采用的优化方案是，第二步中电解液按照重量份包括以下组分：180
‑
200份硫酸；30
‑
50份草酸；5
‑
10份有机溶液；10
‑
15 份醋酸钠；0.05
‑
0.1份高分子化合物的有机溶液。
[0016]本专利技术进一步采用的优化方案是，第三步中热水洗时间是 2
‑
5min，热水洗温度是40
‑
45℃；烘干时间是30
‑
60min，烘干温度是 75
‑
85℃。
[0017]本专利技术的优点是：本专利技术制备的硬质氧化膜厚可达60
‑
100um，维氏硬度值高于400VHN，热高温纯水封孔后的氧化膜的电阻系数大，绝缘性好，耐击穿电压可达2KV，耐蚀性可达10小时以上，同时具有很高的耐磨性与耐热性。
具体实施方式
[0018]下面结合实施例对本专利技术进一步说明。
[0019]实施例
[0020]本专利技术提供了铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，包括以下步骤：
[0021]第一步、预处理，依次进行超声波脱脂、水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、剥黑膜、水洗、喷淋；脱脂时间是3
‑
5min，脱脂温度是 45
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55℃；水洗时间是60
‑
90s，水洗温度是15
‑
25℃；碱洗时间是10
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30s，碱洗温度是35
‑
45℃；酸蚀时间是20
‑
40s，酸蚀温度是15
‑
25℃；剥黑膜的时间是2
‑
3min，剥黑膜的温度是15
‑
25℃；
[0022]第二步、硬质阳极氧化膜生成，将工件放入电解液中形成氧化膜；电解液按照重量份包括以下组分：180
‑
200份硫酸；30
‑
50份草酸； 5
‑
10份有机溶液；10
‑
15份醋酸钠；0.05
‑
0.1份高分子化合物的有机溶液；
[0023]第三步、后处理，依次进行水洗、喷淋、纯水封孔、水洗、喷淋、热水洗、氮气吹干、烘干；热水洗时间是2
‑
5min，热水洗温度是 40
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45℃；烘干时间是30
‑
60min，烘干温度是75
‑
85℃。
[0024]本专利技术制备的硬质氧化膜厚可达60
‑
100um，维氏硬度值高于 400VHN，热高温纯水封孔后的氧化膜的电阻系数大，绝缘性好，耐击穿电压可达2KV，耐蚀性可达10小时以上，同时具有很高的耐磨性与耐热性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、铝合金工件预处理，依次进行超声波脱脂、水洗、碱洗、水洗、酸洗、水洗、剥黑膜、水洗、喷淋；第二步、硬质阳极氧化膜生成，将铝合金工件放入电解液中形成氧化膜；第三步、铝合金工件后处理，依次进行水洗、喷淋、纯水封孔、水洗、喷淋、热水洗、氮气吹干、烘干。2.根据权利要求1所述的一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，其特征在于，第一步中脱脂时间是3
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5min，脱脂温度是45
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55℃；水洗时间是60
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90s，水洗温度是15
‑
25℃。3.根据权利要求1所述的一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，其特征在于，第一步中碱洗时间是10
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30s，碱洗温度是35
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45℃。4.根据权利要求1所述的一种铝合金材料硬质阳极氧化膜高效成膜方法，其特征在于，第一步中酸蚀时间是20
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40s...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵颖，
申请(专利权)人：北京富创精密半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：