专利名称：提高铝合金表面硬质阳极氧化表面粗糙度的方法
提离铝合金表面硬廣阳极氣化表面粗糙度的方法
技术领械
本发明厲于表面处理技术，涉及对有髙精度、髙耐磨要求的铝合金 零件表面进行硬质阳极氣化后提高其表面粗糙度方法的改进。
背景技术：
为了提髙铝合金类零件的財磨能力、减小配合面摩擦运动损粍，通 常在运动摩擦面进行硬质阳极氧化处理，其表面粗糙度是影响氧化层耐 磨性的关键指标，表面越光洁，耐磨性越好。在经过硬质阳极氧化处理 后，零件表面粗糙度一般会下降一到两个等级。为解决这个问题，通常
的做法是提髙硬质阳极氧化前的表面粗糙度。例如要想使零件在氧化 后达到表面粗糙度值RaO. 32，就意味着要求零件在氧化前表面粗糙度值 达到RaO. 16以上。但由于零件是铝合金材料，无法使用磨床进行表面磨 削加工。同时保证零件的尺寸精度和表面粗糙度有发生很大困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种即保证零件尺寸精度、又大幅度提髙表 面粗糙度、进而有效提高铝合金表面硬质阳极氧化后表面粗糙度、增强 其耐磨性的方法。
本发明的技术方案是提高铝合金表面硬质阳极氧化表面粗糙度的 方法，其特征在于，其步骤如下
1、提髙硬氧化前零件的表面粗糙度；
1. 1、在零件粗加工结東后，先将零件的非运动摩擦表面加工到尺寸， 留出0. 01~0. 02mm的抛光余量;
1.2、 在加工运动摩擦面时，将总加工余量分成3次进行精加工后到 额定尺寸，留出0. 02~0. 03mm的抛光余量，每次精加工后，让零件自然 时效，消除应力，自然时效的时间为36~48小时；
1.3、 对零件的非运动摩擦面进行抛光，加工到最终尺寸；
1.4、 对零件的运动摩擦面大面积精细抛光；利用高精密数控机床， 采用点对点抛光的方法，随时测量尺寸，进行粗糙度对比，逐点抛光， 加工到最终尺寸，使零件的表面粗糙度值达到RaO. 16以上；2、进行硬质阳极氧化；采用直流脉冲电源作为硬质阳极氣化的电源，电流密度0.5~ 2.5A/dm2，电压70~90V，所采用的方波脉冲为频率75Hz，通断比 2: 1，硬质阳极氧化的槽液为硫酸180 200g/l;槽液温度为-4~-6 。C,硬质阳极氧化的时间为80min~140rain;3、通过金相法检验氧化膜的厚度，氧化膜厚度为40~ 120(am 。本发明的优点是既能保证零件的尺寸精度、又大幅度提髙了表面 粗糙度，进而有效地提髙了铝合金表面硬质阳极氧化后的表面粗糙度、 增强了耐磨性能。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。1、提髙硬氣化前零件的表面粗糙度。该步骤通过对零件机械加工实 现，针对铝合金材料的零件加工易变形，表面粗糙度提高困难的问题， 具体步骤是1. 1、由于零件非运动摩擦表面精度要求低，运动摩擦面精度要求髙， 因此，在粗加工结東后，先加工非运动摩擦表面到尺寸，留出0. 01~ 0. 02mm的抛光余量。1.2、 在加工运动摩擦面时，将总加工余量分成3次进行精加工后到 额定尺寸，留出0. 02~0. 03咖的抛光余量，每次精加工后，让零件自然 时效，消除应力；自然时效的时间为36~48小时这样，能聚大程度减小零件变形带来的影响，非常有效的保证了零件的尺寸精度。1.3、 对零件的非运动摩擦面进行抛光，加工到最终尺寸。1.4、 对零件的运动摩擦面大面积精细抛光；利用髙精密数控机床， 采用点对点抛光的方法，随时测量尺寸，进行粗糙度对比，逐点抛光， 加工到最终尺寸，使零件的表面粗糙度值达到RaO. 16以上。2、 进行硬质阳极氧化。在传统工艺中，铝合金硬质阳极氧化是采用 直流电源，使用该工艺存在着下述问题温度低、氧化层易烧焦、无法 得到较厚的氧化层等。当采用高电流密度或髙电压进行连续阳极氧化时，零件局部表面温度升髙，常常引起表面烧焦。本发明采用直流脉冲电源作为硬质阳极氧化的电源，电流密度
0. 5 ~ 2. 5A/dm2,电压70~90V，所釆用的方波脉冲为频率75Hz，通 断比2: 1，硬质阳极氧化的槽液为硫酸180 ~ 200g/l;槽液温度为 -4~-6'C，硬质阳极氧化的时间为80min-140rain;本发明釆用方波脉冲 电源，由于周期性的电压中断能够阻止热量的积累且有助于热的均勻扩 散，有效地防止了零件的局部烧焦。3、通过金相法检验氧化膜的厚度，氧化膜厚度为40~ 120"m 。实施例1铝合金零件外简，材料为预拉伸铝板7050/T7451。其内腔面与活 塞组件存在着相互运动，厲于运动摩擦面。为了提高零件的耐磨能力、 减小配合面胶圈摩擦运动损耗，设计要求其内腔面台阶孔100%硬质阳极 化处理，要求阳极化层厚度40 60jim,镀后表面粗糙度值RaO. 32。加工步骤如下1、 在粗加工结東后，先加工外表面到尺寸，留出0.01-0. 02咖余量抛光；2、 在加工内腔面时，先3次精加工到尺寸，留0.02-0. 03mm余:t抛 光，每次精加工完，让零件自然时效，去应力，最大程度减小零件变形 带来的影响，非常有效的保证了零件的尺寸精度；3、 最后在内腔面大面积精细抛光的基础上，利用数控机床定位精确 的特点，釆用点对点抛光的方法，随时测量孔径，随时对比粗糙度，逐 点抛光，成功的使零件袭终孔径合格，粗糙度值达到了 Ra0.16以上。4、 硬质阳极化，硬质阳极化过程则釆用脉冲电源，电压80V;电流 2. OA/dm2;时间90min;氧化膜厚度50jum，频率75Hz;通断比2:1。实施例2在球铰表面进行硬质阳极氧化，厚度50 - 60jam，表面粗糙度RaO. 32。 加工步骤如下1、 在粗加工结東后，先加工内腔面到尺寸，留0.01-0. 02mm余量抛光；2、 在加工外表面时，先3次精加工到尺寸，留0. 02-0. (Bmm余量拋 光，每次精加工完，让零件自然时效，去应力，最大程度减小零件变形
带来的影响，有效的保证了零件的尺寸精度；3、 在球状外表面大面积精细拋光，采用点对点抛光的方法，随时测 量孔径，随时对比粗糙度，逐点抛光，成功的使零件最终孔径合格，粗 糙度值达到了 RaO. 16以上。4、 硬质阳极化釆用脉冲电源，电压80V;电流2. OA/dm2;时间 100min;氧化膜厚度55nm频率75Hz;通断比2:1。实施例3减摆器外简，铝合金材料，其运动摩擦面要求100%硬质阳极化处理， 阳极化层厚度80 100ym，镀后表面粗糙度值RaO. 32，镀前表面粗糙度 值RaO. 16。把精加工步骤如下1、 在粗加工结東后，先加工外表面到尺寸，留0. 01-0.02mm余量拋光；2、 在加工内腔面时，先3次精加工到尺寸，留0. 02-0. 03mm余i抛 光，每次精加工完，让零件自然时效，去应力，最大程度减小零件变形 带来的影响，有效的保证了零件的尺寸精度；3、 在内腔面大面积精细抛光的基础上，利用数控机床定位精确的特 点，釆用点对点抛光的方法，随时测董孔径，随时对比粗糙度，逐点抛 光，成功的使零件最终孔径合格，粗糙度值达到了 RaO. 16以上。4、 硬质阳极化采用脉冲电源，电压80V;电流2. OA/dm2;时间 110min;氧化膜厚度95Mm频率75Hz;通断比2:1。
权利要求
1、提高铝合金表面硬质阳极氧化表面粗糙度的方法，其特征在于，其步骤如下1.1、提高硬氧化前零件的表面粗糙度；1.1.1、在零件粗加工结束后，先将零件的非运动摩擦表面加工到尺寸，留出0.01～0.02mm的抛光余量；1.1.2、在加工运动摩擦面时，将总加工余量分成3次进行精加工后到额定尺寸，留出0.02～0.03mm的抛光余量，每次精加工后，让零件自然时效，消除应力，自然时效的时间为36～48小时；1.1.3、对零件的非运动摩擦面进行抛光，加工到最终尺寸；1.1.4、对零件的运动摩擦面大面积精细抛光；利用高精密数控机床，采用点对点抛光的方法，随时测量尺寸，进行粗糙度对比，逐点抛光，加工到最终尺寸，使零件的表面粗糙度值达到Ra 0.16以上；1.2、进行硬质阳极氧化；采用直流脉冲电源作为硬质阳极氧化的电源，电流密度0.5～2.5A/dm2，电压70～9 0V，所采用的方波脉冲为频率75Hz，通断比2∶1，硬质阳极氧化的槽液为硫酸180～200g/l；槽液温度为-4～-6℃，硬质阳极氧化的时间为80min～140min；1.3、通过金相法检验氧化膜的厚度，氧化膜厚度为40～120μm。
全文摘要
本发明属于表面处理技术，涉及对有高精度、高耐磨要求的铝合金零件表面进行硬质阳极氧化后提高其表面粗糙度方法的改进。其步骤是提高硬氧化前零件的表面粗糙度；进行硬质阳极氧化。本发明既能保证零件的尺寸精度、又大幅度提高了表面粗糙度，进而有效地提高了铝合金表面硬质阳极氧化后的表面粗糙度、增强了耐磨性能。
文档编号C25D11/04GK101126171SQ20061010943
公开日2008年2月20日 申请日期2006年8月15日 优先权日2006年8月15日
发明者洋 汪, 黄永亮 申请人:昌河飞机工业(集团)有限责任公司