[發(fā)明專利]一種鋁型材表面微弧氧化處理的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210260576.2
• 申請日: 2012-07-26
• 公開（公告）號: CN103572348A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋利行
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇凱倫鋁業(yè)有限公司
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁型材新型表面處理領(lǐng)域，尤其是一種用于高端產(chǎn)品的表面處理及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

鋁材是有色金屬中使用量最大、應(yīng)用面最廣的金屬材料，而且其應(yīng)用范圍還在不斷擴大。鋁制品的應(yīng)用已經(jīng)遍及國民經(jīng)濟各部門，鋁合金材料具有一系列優(yōu)良的物理、化學(xué)、力學(xué)和加工性能，可以滿足從廚餐用具到尖端科技，從建筑裝潢業(yè)到交通運輸業(yè)和航空航天等各行各業(yè)對于鋁合金材料提出的千差萬別、各不相同的使用要求。但是鋁的某些性能還不理想，如硬度、耐磨性和耐蝕性等表面性能，鋁的表面技術(shù)正好彌補了這個弱點，普通的表面處理如靜電粉末處理、陽極氧化、硬質(zhì)陽極氧化、電鍍等都能達(dá)到不同的表面效果，都存在著一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鋁型材表面微弧氧化處理的方法，是以控制電流密度、工作電壓、氧化時間為關(guān)鍵技術(shù)，生成的a-AL₂O₃陶瓷膜層與鋁材表面結(jié)合具有很好的物理、化學(xué)性能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的：一種鋁型材表面微弧氧化處理的方法，包括以下步驟：1)用弱堿低濃度溶液除去試樣表面的油脂；2)電流密度控制；3)微弧氧化時間控制；4)溶液體系的控制；其特征在于：

1)、用弱堿低濃度溶液除去試樣表面的油脂：采用功率為10KW的微弧氧化裝置進行實驗，根據(jù)試驗條件配好電解質(zhì)溶液，啟動空氣攪拌裝置，把試樣置入電解槽中，啟動微弧氧化電源，按照試驗條件設(shè)定工藝電參量，觀察實驗現(xiàn)象并作實驗記錄，到達(dá)設(shè)定的氧化時間后關(guān)閉電源；

所述的微弧氧化裝置包括微弧氧化電源、實驗槽、攪拌系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)；

2)、電流密度控制；采用鋁合金樣品經(jīng)表面除油后，放入用蒸餾水配好的5g/L的硅酸鹽溶液中，啟動微弧氧化電源裝置，保持電壓輸出，氧化時間60～90分鐘，電流密度為：40～60A/d?m²；

3)、微弧氧化時間控制：采用鋁合金樣品經(jīng)表面除油后，放入用蒸餾水配好的5g/L的硅酸鹽溶液中，啟動微弧氧化電源裝置，保持一定的電壓輸出，初始電流密度為：50A/d?m²；

4)、溶液體系的控制；用四組鋁合金試樣經(jīng)表面除油后，分別放入已經(jīng)配好的5g/L四種不同的溶液體系，啟動微弧氧化電源裝置，保持一定的電壓輸出，初始電流密度為50A/d?m²。對四組試樣都分別微弧氧化30min、60min、90min、120min、150min。

所述的四種的溶液體系分別是：硅酸鹽體系、鋁酸鹽體系、磷酸鹽體系、氫氧化鈉。

所述的四種溶液體系微弧氧化后得到的陶瓷膜層厚度以及平均生成速度隨時間的變化規(guī)律如下：

本發(fā)明，該技術(shù)可以使微弧氧化膜與基體金屬結(jié)合牢固，厚度最高可達(dá)約300um，絕緣電阻大于100MΩ，硬度甚至可達(dá)到200HV，從而大大改善了AL、Mg等有色金屬的耐磨性、耐蝕性和耐熱沖擊性，在航空、航天、機械、電子和裝飾等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景具有孔隙率低、擊穿電壓高、硬度高、耐磨性好、耐腐蝕能力強等優(yōu)異性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的微弧氧化設(shè)備示意圖

具體實施方式

由圖1知，一種鋁型材表面微弧氧化處理的方法，包括以下步驟：；4)溶液體系的控制；

1、用弱堿低濃度溶液除去試樣表面的油脂：采用功率為10KW的微弧氧化裝置進行實驗，微弧氧化裝置包括微弧氧化電源、實驗槽、攪拌系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)；根據(jù)試驗條件配好電解質(zhì)溶液，啟動空氣攪拌裝置，把試樣置入電解槽中，啟動微弧氧化電源，按照試驗條件設(shè)定工藝電參量，觀察實驗現(xiàn)象并作實驗記錄，到達(dá)設(shè)定的氧化時間后關(guān)閉電源。

2、電流密度控制：微弧氧化陶瓷膜是多孔的原因是由于在強電場的作用下，孔底氣泡首先被擊穿，進而引起膜的介電擊穿，發(fā)生微弧放電生成陶瓷膜層。由于擊穿總是發(fā)生在膜相對薄弱的地方，因此試驗過程中，浸在溶液體系中的試樣表面可觀察到無數(shù)游動的火花，最終生成的陶瓷膜較均勻。在相同的氧化時間內(nèi)，隨著電流密度的增加微弧氧化陶瓷膜層的厚度在趨于線性地增加，但是隨著電流密度的增大能耗將迅速增加，并且電流密度過大時容易破壞陶瓷膜層。為了節(jié)省能耗和避免電流密度過大破壞陶瓷膜層，一般電流密度選擇在40～60A/d?m²范圍內(nèi)。