[發明專利]一種非對稱極超大鋁合金板件快速陽極氧化方法

有效

• 申請號: 201510068243.3
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104630863B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 宋聚海;王洋;于立學;白科財
• 申請（專利權）人: 山東核電設備制造有限公司
• 主分類號: C25D11/04
• 分類號: C25D11/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 楊琪,崔苗苗

技術領域

本發明屬于核電站建造領域，特別涉及一種非對稱極超大鋁合金板件快速陽極氧化方法。

背景技術

非能動三代核電站空氣導流板將屏蔽廠房和安全殼之間的區域分隔成為外環腔和內環腔，從而為非能動安全殼冷卻系統(PCS)提供空氣流道。

外部冷空氣從屏蔽廠房入口處進入，沿外環腔向下流動，在導向葉片(導流裝置)處轉為沿內環腔向上流動，最后從安全殼頂部排氣口排出，空氣不斷流動，帶走安全殼上的多余熱量，從而起到冷卻安全殼的作用。

根據空氣導流板設備制造要求，除A、B、C型板導流板筋板、導向葉片內部筋板，對外露鋁合金板件、型材表面需進行表面陽極氧化并封孔。其中，B型板采用的鋁合金板件單件表面積為16m²,在陽極氧化領域屬于超大表面積工件，采用傳統陽極氧化工藝需對工件雙面進行氧化，一般氧化電源功率難以滿足要求，即使設計專用的大功率氧化電源，也難以確保在較大面積的工件上形成均勻厚度和質量穩定的氧化膜。

另一方面，B型板需要氧化的工件數量占總體需氧化工件的90％左右，采用傳統工藝會增加陽極氧化加工成本和排污量，對氧化電源功能和制冷能力的要求高，同時陽極氧化過程不穩定、工件返修率高，生產效率較低。綜上因素，傳統的陽極氧化工藝已不能夠很好的滿足B型板的陽極氧化加工處理。

發明內容

本專利基于上述空氣導流板陽極氧化工藝現狀，針對非能動核電站空氣導流板陽極氧生產制造要求，在實驗基礎上，研究出一種非對稱極超大鋁合金板件(表面積≥10m²)快速陽極氧化方法。非對稱極是對現有對稱極氧化方法的一種改進，它是針對超大鋁合金板脈沖氧化克服傳統氧化方式對電源功率要求高的一個有效措施。本專利在傳統空氣導流板鋁合金板件陽極氧化加工技術基礎上，基于確保氧化膜質量，提高陽極氧化生產效率，降低陽極氧化生產成本和排污量的理念基礎上，確保氧化膜滿足核電產品要求，而設計開發的一種非對稱極快速陽極氧化工藝。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種非對稱極超大鋁合金板件快速陽極氧化方法，包括如下步驟，

1)對鋁合金板件進行前處理，去除鋁材表面的油脂及天然氧化膜；

2)將步驟1)處理后的鋁合金板件作為陽極，鉛板作為陰極，進行非對稱脈沖氧化處理；即得。

優選的是，步驟1)中，所述的前處理為將工件浸入60～90g/L的室溫硫酸溶液3～5分鐘進行除油、水洗后，再將工件放入溫度為40～60℃的40～60g/L的氫氧化鈉溶液中3～6分鐘，去除鋁材表面的自然氧化膜，水洗后，再將工件放在80～120g/L的室溫硫酸溶液3～9分鐘進行中和；(所述室溫為20℃-25℃)

優選的是，步驟2)中，所述的非對稱脈沖氧化處理的條件為:將工件放入氧化槽，調整工件和陰極板的間距為300～600mm，進行非對稱脈沖氧化處理，其中，脈沖峰值電壓為DC25～120V、峰值時間為3～5分鐘、基值電壓為DC5～12V、周期為4～6分鐘、氧化時間為30～45分鐘。

采用本專利技術中脈沖氧化方式的脈沖參數，在電流峰值形成氧化膜，基值時間進行有效散熱，良好的散熱減少了氧化膜因過熱而產生“過燒”(過燒會使氧化膜局部發白，是一種不合格的氧化膜)，同時，致密度不好、耐腐蝕差的氧化膜也會在基值時間被溶液溶解掉，以確保最終得到耐腐蝕性較好的氧化膜。對大型鋁合金件而言，由于氧化需要較大的電能，對電源的功率要求較高，采用非對稱極氧化的方式可以有效降低氧化過程對電源的功率要求，從而使脈沖氧化成為可能。

優選的是，步驟2)中，所述非對稱脈沖氧化處理以鋁合金板件作為陽極，以表面包裹非棉質品集氣袋的條狀鉛板作為陰極。

優選的是，所述的陽極和陰極的面積比為1：1.6～1.9。

優選的是，所述的陽極和陰極的間距為300～600mm。

優選的是，步驟2)中，所述非對稱脈沖氧化處理的電解液為硫酸的水溶液。

優選的是，所述電解液的溫度為12～25℃。

上述任一方法制得的超大鋁合金板件，其氧化膜厚度為1.6～30mm。

優選的是，步驟2)中，為克服采用非對稱極氧化工件與陰極板在電場力(F＝QE/2)作用下產生相對運動導致兩極相互碰撞而產生工件燒損，對陰極板進行了表面5-10mm耐腐蝕的蜂窩裝柵板絕緣隔離措施，同時對脈沖參數進行優化，以控制其在整個氧化過程中相對運動的距離在安全范圍內。