专利名称：一种钛合金黑色阳极氧化处理液的配制方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化工艺，特别是一种针对钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，属于金属表面处理阳极氧化技术领域。
背景技术：
钛合金具有良好的综合力学性能，组织稳定性高，被广泛应用于火箭发动机的外壳，航 空发动机压气机盘、叶轮组件、紧固件等高端科技产业。钛合金制造中一般采用阳极氧化的 工艺，在其表面形成一层致密的氧化膜，保护其基体。目前常见的钛合金阳极氧化工艺，会 在钛合金表面形成不同颜色的氧化膜(如青色)或多颜色的氧化膜层，使得钛合金用于光学 系统时，会影响光学系统的精度或成相效果，并且还存在膜层不牢固，易脱落，影响光学系 统的成相效果，进而影响产品的质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钛合金黑色阳极氧化处理液的配制方法，在 钛合金零件表面形成黑色的、均勻牢固的氧化膜层，满足了应用于光学系统中的钛合金表 面需要消光的特殊要求。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是设计一种钛合金黑色阳极氧化 处理液的配制方法，其特征是阳极氧化处理液由重铬酸钾K2Cr2O7、硫酸锰MnSO4、发黑剂、 硫酸铵(NH4)2SO4、蒸馏水，按下述重量份配制重铬酸钾K2Cr2O7为20-60份，硫酸锰MnSO4* 10-20份，发黑剂2-4份，硫酸铵(NH4)2SO4为25-55份，蒸馏水1000份。一种钛合金黑色阳极氧化处理液的配制方法，其流程是按以下步骤进行
1)、用有机溶剂除油；
2)、装挂;
3)、化学除油；
4)、水洗；
5)、酸洗、喷砂；
6)、水洗；
7)、阳极氧化；
8)、水洗；
9)、干燥;
10)、交验。所述化学除油的过程中化学溶剂按下述重量份配制工业纯氢氧化钠Na0H30-40 份、工业纯碳酸钠Na2CO3 20-30份、工业纯磷酸钠Na3PO4 50-70份、工业纯硅酸钠10-15 份、蒸馏水1000份。所述阳极氧化的处理条件是阳极电流密度为0. Γ0. 3A/dm2，温度5°C <30°C，阳 极时间45-55分钟，阴极是不锈钢板，挂具为铝制挂具，还可以是钛材和钛合金，给电方式 为阶梯式。所述阳极氧化的处理条件是阳极电流密度为0. 2A/dm2，温度25°C，阳极时间50分钟，阴极是不锈钢板，挂具为铝制挂具，还可以是钛材和钛合金，给电方式为阶梯式。所述的阳极氧化处理液的配置方法是向蒸馏水中按先后顺序依次加入重铬 酸钾K2Cr2O7、硫酸猛MnS04、发黑剂、硫酸铵(NH4) 2S04,并搅拌均勻。
所述的重铬酸钾K2Cr2O7为化学纯，硫酸锰MnSO4为化学纯，发黑剂为工业纯，硫 酸铵(NH4)2SO4为工业纯。所述的发黑剂2-4份具体是过硫酸钾K2S2O8为0. 2-0. 6份，氟化钠NaF为 0. 02-0. 08 份，蒸馏水为 1. 78-3. 32 份。所述的阳极氧化处理液的配置取蒸馏1000kg，先加入化学纯重铬酸钾 K2Cr20733kg溶解后、再按依次顺序加入化学纯硫酸锰MnSO4 14kg、工业纯发黑剂3kg、工 业纯硫酸铵(NH4)2SO4 40kg,并搅拌均勻；其中发黑剂3kg中含有0. 36kg过硫酸钾K2S2O8, 0. 045kg 氟化钠 NaF，2. 595kg 蒸馏水。处理后的钛合金表面黑色的氧化膜厚度是3-8 μ m。本发明一种钛合金黑色阳极氧化工艺的优点是由于采用了本发明的钛合金黑色 阳极氧化工艺，使得钛合金表面形成黑色的、均勻牢固的氧化膜层，附着力好，不易脱落，用干 净的细布用力擦试不掉，更好满足了应用于光学系统中的钛合金表面需要消光的特殊要求。
具体实施例方式
实施例1
1、阳极氧化处理液的配置取蒸馏1000kg，先加入化学纯重铬酸钾K2Cr2O7 33kg溶 解后、再按依次顺序加入化学纯硫酸锰MnSO4 14kg、工业纯发黑剂3kg、工业纯硫酸铵 (NH4)2SO4 40kg,并搅拌均勻；其中发黑剂3kg中含有0. 36kg过硫酸钾K2S2O8,0. 045kg氟化 钠NaF，2. 595kg蒸馏水。2、化学溶剂的配置取蒸馏水1000kg，先加入工业纯氢氧化钠NaOH 35kg溶解后、 再按依次顺序加入工业纯碳酸钠Na2CO3 25kg、工业纯磷酸钠Na3PO4 60kg、工业纯硅酸钠 12kg，并搅拌均勻。3、阳极氧化处理
将钛合金零件顺次经1)、用有机溶剂除油它是在温度23°C用干净的汽油，也可以是 其它有机溶剂将钛合金零件浸泡4分钟，对于其它油污较大的螺纹或细槽状的零件可用细 毛刷刷去油污，除油后让钛合金零件自然干燥或用压缩空气吹干；2)、装挂；3)、化学除油 将钛合金零件放入化学溶剂中在温度为78°C时浸泡6. 5分钟；4)、水洗用流动的水冲洗； 5)、酸洗(喷砂);6)、水洗用流动的水冲洗；7)阳极氧化，钛合金零件用铝制挂具悬挂，挂具 用于钛合金零件接触处要接触良好，然后放入配置好的阳极氧化处理液，保持处理液温度 <30°C，阴极采用不锈钢板，阳极电流密度控制在0. 2A/dm2,以阶梯式方式给电，阳极氧化时 间50分钟。此种配方和条件为最佳，该工艺配方和条件下，钛合金零件经阳极氧化处理后，其 氧化膜厚度为5. 5 μ m，黑色，均勻细密，覆盖完整；再经8)水洗用流动的水冲洗；9)干燥 烘干或用压缩空气吹干；10)交验钛合金零件表面形成黑色氧化膜层用干净的细布反复 用力擦试，没有任何脱落或起皮的现象。实施例2
1、阳极氧化处理液的配置取蒸馏1000kg，先加入化学纯重铬酸钾K2Cr2O7 20kg溶解后、再按依次顺序加入化学纯硫酸锰MnS0410kg、工业纯发黑剂2kg、工业纯硫酸铵(NH4)2SO4 25kg，并搅拌均勻；其中发黑剂2kg中含有0. 2kg过硫酸钾K2S2O8,0. 02kg氟化钠NaF, 1.78kg蒸馏水。2、化学溶剂的配置取蒸馏水1000kg，先加入工业纯氢氧化钠NaOH 30kg溶解 后、再按依次顺序加入工业纯碳酸钠Na2CO3 20kg、工业纯磷酸钠Na3PO4 50kg、工业纯硅酸 钠10kg，并搅拌均勻。3、阳极氧化处理
将钛合金零件顺次经1)、用有机溶剂除油它是在温度10°c用干净的汽油，也可以是 其它有机溶剂将钛合金零件浸泡3分钟，对于其它油污较大的螺纹或细槽状的零件可用细 毛刷刷去油污，除油后让钛合金零件自然干燥或用压缩空气吹干；2)、装挂；3)、化学除油 将钛合金零件放入化学溶剂中在温度为70°C时浸泡3分钟；4)、水洗用流动的水冲洗； 5)、酸洗(喷砂);6)、水洗用流动的水冲洗；7)阳极氧化，钛合金零件用钛材制挂具悬挂，挂 具用于钛合金零件接触处要接触良好，然后放入配置好的阳极氧化处理液，保持处理液温 度5 °C，阴极采用不锈钢板，阳极电流密度控制在0. lA/dm2,以阶梯式方式给电，阳极氧化 时间45分钟。此种配方和条件下，钛合金零件经阳极氧化处理后，其氧化膜厚度为3 μ m，浅黑 色，均勻细密，覆盖完整；再经8)水洗用流动的水冲洗；9)干燥烘干或用压缩空气吹干； 10)交验钛合金零件表面形成浅黑色氧化膜层用干净的细布反复用力擦试，没有任何脱落 或起皮的现象。实施例3
1、阳极氧化处理液的配置取蒸馏1000kg，先加入化学纯重铬酸钾K2Cr2O7 60kg溶 解后、再按依次顺序加入化学纯硫酸锰MnSO4 20kg、工业纯发黑剂4kg、工业纯硫酸铵 (NH4)2SO4 55kg，并搅拌均勻；其中发黑剂4kg中含有0. 6kg过硫酸钾K2S2O8,0. 08kg氟化钠 NaF, 3. 32kg 蒸馏水。2、化学溶剂的配置取蒸馏水1000kg，先加入工业纯氢氧化钠NaOH 40kg溶解 后、再按依次顺序加入工业纯碳酸钠Na2CO3 30kg、工业纯磷酸钠Na3P0470kg、工业纯硅酸钠 15kg，并搅拌均勻。3、阳极氧化处理
将钛合金零件顺次经1)、用有机溶剂除油它是在温度35°C用干净的汽油，也可以是 其它有机溶剂将钛合金零件浸泡5分钟，对于其它油污较大的螺纹或细槽状的零件可用细 毛刷刷去油污，除油后让钛合金零件自然干燥或用压缩空气吹干；2)、装挂；3)、化学除油 将钛合金零件放入化学溶剂中在温度为85°C时浸泡10分钟；4)、水洗用流动的水冲洗； 5)、酸洗(喷砂);6)、水洗用流动的水冲洗；7)阳极氧化，钛合金零件用钛合金制挂具悬挂， 挂具用于钛合金零件接触处要接触良好，然后放入配置好的阳极氧化处理液，保持处理液 温度30°C，阴极采用不锈钢板，阳极电流密度控制在0. 3A/dm2,以阶梯式方式给电，阳极氧 化时间55分钟。此种配方和条件下，钛合金零件经阳极氧化处理后，其氧化膜厚度为8 μ m,深黑 色，均勻细密，覆盖完整；再经8)水洗用流动的水冲洗；9)干燥烘干或用压缩空气吹干； 10)交验钛合金零件表面形成深黑色氧化膜层用干净的细布反复用力擦试，没有任何脱落或起皮的现象。
采用了本发明的钛合金黑色阳极氧化工艺，使得钛合金零件表面形成黑色的、均 勻牢固的氧化膜层，附着力好，不易脱落，用干净的细布反复用力擦试，没有任何脱落或起 皮的现象，更好满足了应用于光学系统中的钛合金表面需要消光的特殊要求。
权利要求
一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法， 其特征是阳极氧化处理液由重铬酸钾K2Cr2O7、硫酸锰MnSO4、发黑剂、硫酸铵 (NH4)2SO4、蒸馏水，按下述重量份配制重铬酸钾K2Cr2O7 为20-60份，硫酸锰MnSO4 为10-20份，发黑剂2-4份，硫酸铵 (NH4)2SO4 为25-55份，蒸馏水1000份。
2.一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其流程是按以下步骤进行1)、用有机溶剂除油；2)、装挂;3)、化学除油；4)、水洗；5)、酸洗、喷砂；6)、水洗；7)、阳极氧化；8)、水洗；9)、干燥;10)、交验。
3.根据权利要求2所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 所述化学除油的过程中化学溶剂按下述重量份配制工业纯氢氧化钠NaOH为30-40份、工 业纯碳酸钠Na2CO3为20-30份、工业纯磷酸钠Na3PO4为50-70份、工业纯硅酸钠10-15份、 蒸馏水1000份。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 所述阳极氧化的处理条件是阳极电流密度为0. Γ0. 3A/dm2，温度5°C <30°C，阳极时间 45-55分钟，阴极是不锈钢板，挂具为铝制挂具，还可以是钛材和钛合金，给电方式为阶梯式。
5.根据权利要求2所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 所述阳极氧化的处理条件是阳极电流密度为0. 2A/dm2，温度25°C，阳极时间50分钟，阴极 是不锈钢板，挂具为铝制挂具，还可以是钛材和钛合金，给电方式为阶梯式。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 所述的阳极氧化处理液的配置方法是向蒸馏水中按先后顺序依次加入重铬酸钾K2Cr207、 硫酸锰MnSO4、发黑剂、硫酸铵(NH4) 2S04,并搅拌均勻。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征 是所述的重铬酸钾K2Cr2O7为化学纯，硫酸锰MnSO4为化学纯，发黑剂为工业纯，硫酸铵 (NH4)2SO4为工业纯。
8.根据权利要求1所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 所述的发黑剂2-4份具体是过硫酸钾K2S2O8为0. 2-0. 6份，氟化钠NaF为0. 02-0. 08份，蒸 馏水为1. 78-3. 32份。
9.根据权利要求1所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 所述阳极氧化处理液的配置取蒸馏1000kg，先加入化学纯重铬酸钾K2Cr2O7为33kg溶 解后、再按依次顺序加入化学纯硫酸锰MnSO4为14kg、工业纯发黑剂3kg、工业纯硫酸铵 (NH4)2SO4为40kg，并搅拌均勻；其中发黑剂3kg中含有0. 36kg过硫酸钾K2S2O8,0. 045kg氟化钠NaF，2. 595kg蒸馏水。
10.根据权利要求2所述的一种钛合金黑色阳极氧化处理液的的配制方法，其特征是 处理后的钛合金表面黑色的氧化膜厚度是3-8 μ m。
全文摘要
本发明涉及一种氧化工艺，特别是一种钛合金黑色阳极氧化处理液的配制方法，其特征是阳极氧化处理液由重铬酸钾K2Cr2O7、硫酸锰MnSO4、发黑剂、硫酸铵(NH4)2SO4、蒸馏水，按下述重量份配制重铬酸钾K2Cr2O7为20-60份，硫酸锰MnSO4为10-20份，发黑剂2-4份，硫酸铵(NH4)2SO4为25-55份，蒸馏水1000份。本发明钛合金黑色阳极氧化工艺保证了钛合金零件表面形成黑色的、均匀牢固的氧化膜层，满足了应用于光学系统中的钛合金表面需要消光的特殊要求。
文档编号C25D11/26GK101805917SQ20101013147
公开日2010年8月18日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者姜凤琴, 李麦翠, 王新军 申请人:西安北方光电有限公司