[發明專利]鋁合金表面氧化膜的制作方法

在審

• 申請號: 202011140926.2
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112226801A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 冀守勛;滕祥宇;程凱
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃精凱高端裝備技術有限公司
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明提供了一種鋁合金表面氧化膜的制作方法，所述鋁合金表面氧化膜的制作方法包括如下步驟：S1：提供鋁合金，對所述鋁合金進行預處理；S2：提供氧化封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液內的有機聚合物和/或無機物、表面活性劑，將所述鋁合金和陰極放置在氧化封孔液內，接通電源，以所述鋁合金作為陽極進行氧化并且進行封孔，以在所述鋁合金表面形成氧化膜；S3：對氧化膜進行二次機加工以改變厚度。本發明的鋁合金表面氧化膜的制作方法，通過在酸液中加入有機聚合物和/或無機物、表面活性劑，因此可以在鋁合金陽極氧化形成氧化膜時，實現氧化膜封孔的效果，同時使得氧化膜的摩擦系數較低，具有自潤滑性能。

技術領域

本發明涉及一種鋁合金表面氧化膜的制作方法。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料。由于其導熱性好、輕質高強、易于加工、可制成各種型材、板材和特定形狀的零部件。而且在使用過程中有噪音低和抗腐蝕性能好等特點，因此，鋁合金在航空、航天、汽車、機械制造、船舶等工業中已大量應用。在超精密加工機床領域，鋁合金的應用也具有獨特的優勢。比如對超精密加工機床用直線導軌的基本要求就包括動作靈活、無爬行等不連續動作等；直線精度好；具有與使用條件相適應的剛性；高速運動時發熱量少；維修保養容易。因此，鋁合金的應用就變得十分普遍。目前超精密機床常用的直線導軌主要有滾動導軌和V-V型導軌、氣體靜壓導軌、液體靜壓導軌。這其中又以空氣靜壓導軌最為普遍，其直線度最高可達0.1到0.2um/250mm。為了保證機床在使用過程中一直保持很高的精度，同時保證導軌在工作狀態和不工作狀態都能嚴格保持尺寸精確度和形狀穩定度，要求導軌具有一定的耐磨性。但是，鋁合金的表面硬度低、耐磨性能差、需要提高產品的耐磨性。

一般而言，通過陽極氧化在鋁合金表面制備一層硬質的Al2O3膜就能達到改善耐磨性能的目的。陽極氧化是指鋁及其合金在相應的電解液和特定的工藝條件下，由于外加電流的作用，在鋁制品(陽極)上形成一層氧化膜的過程。這種膜層不僅具有較高的硬度和厚度，而且還有低的粗糙度。氧化膜可以用來防止制品的腐蝕或達到防護、裝飾的雙重目的，如用作耐磨層、電絕緣層、噴漆底層和電鍍底層等。鋁及鋁合金的陽極氧化工藝在工業上已經得到廣泛的應用。傳統的陽極氧化技術一般采用直流或交流氧化電源，氧化封孔液多使用硫酸、草酸等溶液，在0度左右的溫度下制備氧化膜。然后通過封孔形成穩定的連續氧化膜。這個氧化膜的硬度一般在350到380HV，摩擦系數在0.18到0.20之間。然而，這樣的氧化膜硬度較低、耐磨性能差。不適合超精密加工機床對超級精度的要求，也不能提供適合要求的耐磨性。

要改善鋁合金表面的氧化膜特性來達到較好的耐磨性，一般的方法有兩個。一個是加強氧化膜自身的硬度，厚度或者形狀以及內部結構。這樣的措施并不改變摩擦系數。由于常規的陽極氧化是在鋁合金表面形成致密的氧化膜，這樣的氧化膜厚度較薄，實際上并不能十分有效的改善鋁合金的耐磨性能。此外，作為超精密機床用的零部件，氧化膜還需要進行二次加工，加工后的氧化膜厚度，分布等都會因為加工工藝的變化而發生改變，造成耐磨性變得更差。第二個辦法就是改變氧化膜的結構，使其能夠降低干摩擦時候的摩擦系數。因此它可以有效地應用于摩擦狀態工作的鋁制品零件。

有鑒于此，有必要對現有的鋁合金表面氧化膜的制作方法予以改進，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋁合金表面氧化膜的制作方法，以解決現有鋁合金表面氧化膜的摩擦系數較高的問題。

為實現上述目的，本發明提供一種鋁合金表面氧化膜的制作方法，所述鋁合金表面氧化膜的制作方法包括如下步驟：

S1：提供鋁合金，對所述鋁合金進行預處理；

S2：提供氧化封孔液和封孔液，所述氧化封孔液包括酸液、在所述酸液內的有機聚合物和/或無機物、表面活性劑，將所述鋁合金和陰極放置在氧化封孔液內，接通電源，以所述鋁合金作為陽極進行氧化并且進行特殊的封孔，以在所述鋁合金表面形成氧化膜；