[發明專利]一種高硬度氧化膜的鋁合金陽極氧化方法

在審

• 申請號: 202011387170.1
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112680763A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉暢;李燕霞;李鵬宇
• 申請（專利權）人: 河北漢光重工有限責任公司
• 主分類號: C25D11/08
• 分類號: C25D11/08;C25D11/24;C25D11/16
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 周蜜;仇蕾安

本發明涉及一種高硬度氧化膜的鋁合金陽極氧化方法，屬于氧化膜制備技術領域。先對鋁合金進行除油、出光以及清洗預處理，然后放入工業級硫酸濃度為180g/L～200g/L的水溶液中，在?2℃～?8℃下進行陽極氧化，陽極氧化完成后采用熱水進行封閉處理，在鋁合金表面形成高硬度的氧化膜。本發明所述方法主要是選用較高濃度的硫酸溶液、較低的氧化溫度以及特定的電流密度，在氧化鋁合金表面形成厚度大以及硬度高的氧化膜，該方法對于待處理零件的形狀無特殊要求，通用性強，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種高硬度氧化膜的鋁合金陽極氧化方法，屬于氧化膜制備技術領域。

背景技術

在某些需要較高硬度鑄鋁零件的機構中，如導軌、高鐵電池外殼等產品，要求零件具有高硬度、高耐磨及絕緣性好的性質要求，通常需要在零件的表面制備一層高硬度的氧化膜。采用傳統的鋁及鋁合金陽極氧化工藝能夠在鋁及鋁合金表面生成5μm～20μm厚度的陽極氧化膜，但是隨著科學技術的發展，各行業對材料的表面處理要求更高，比如目前在高鐵上使用的電池盒表面陽極氧化膜要求具有高硬度、高耐磨及絕緣性好的特點，對陽極氧化膜厚度要求相對較高，要求達到25μm～35μm，顯然傳統陽極氧化工藝已經無法滿足其使用要求。,低溫硬質氧化工藝能夠制備厚度為20μm～200μm的氧化膜，但是其工藝要求較為嚴格，首先零件上不允許有銳角、尖銳棱角的地方，不適用類似電池盒這種氧化松孔度大的鑄件。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種高硬度氧化膜的鋁合金陽極氧化方法，通過優化陽極氧化的工藝條件，能夠制備出厚度大以及硬度高的氧化膜，而且對于待處理零件的形狀無特殊要求，滿足特殊產品在裝配過程中的使用要求。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

一種高硬度氧化膜的鋁合金陽極氧化方法，所述方法步驟如下：

先對鋁合金進行除油、出光以及清洗預處理，然后放入工業級硫酸濃度為180g/L～200g/L的水溶液中，在-2℃～-8℃下進行陽極氧化，陽極氧化完成后采用熱水進行封閉處理，在鋁合金表面形成高硬度的氧化膜。

進一步地，所述鋁合金為鑄造鋁合金(如ZL_1～12)時，采用直流式單向全波電流，所施加的電流密度為2A/dm²～2.5A/dm²。

進一步地，所述鋁合金為銅含量不小于2.5％(如LY₁₁、LY₁₂)的鋁合金時，采用半波有反向電流，所施加的正向電流密度為3.5A/dm²～4A/dm²，所施加的反向電流密度為0.8A/dm²～1.0A/dm²。

進一步地，選用鉛板或鉛棒作為陰極。

進一步地，在工業級硝酸濃度為500mL/L的水溶液中浸泡3s～5s，完成對鋁合金的出光處理。

進一步地，在90℃～100℃的熱水中封閉30s～60s，完成封閉處理。

有益效果：

本發明在較低的溫度下進行氧化，有利于增加氧化膜的耐磨性，這是由于電解液對膜的溶解速度下降所致。由于銅量較高的鋁合金容易生成CuAl₂的化合物，這種化合物在氧化時溶解較快，易燒毀零件，所以本申請在高濃度的硫酸溶液中采用半波有反向電流處理。提高電流密度則膜層生成速度加快，氧化時間可以縮短，膜層溶解量減少，而耐磨性提高；但電流密度太高時，因受發熱量影響，膜層的硬度反而降低；若電流密度太低，電壓升高的緩慢，雖然發熱量減少，但膜層受到硫酸的化學溶解時間變長，所以硬度較低。所以本申請通過嚴格調控氧化的工藝條件，能夠在較低的溫度下制備出厚度大以及硬度高的氧化膜，而且該方法對于待處理零件的形狀無特殊要求，通用性強，具有很好的應用前景。

具體實施方式