消除阳极氧化工件表面气泡的方法与流程

本发明涉及一种消除工件表面气泡的方法，尤其涉及一种消除阳极氧化工件表面气泡的方法。

背景技术：

阳极氧化是利用电化学原理，对工件表面进行改性的一种方法。阳极氧化后工件表面形成氧化膜保护层，使工件的耐磨、耐蚀、绝缘及美观方面得到较大的提升，其有效拓展了工件的使用范围，提高了工件的使用寿命；故，阳极氧化技术已在机械、航空、医疗、电力、建筑等领域得到了广泛的应用。

在阳极氧化过程中，溶液中的氧离子吸附在工件表面形成氧气气泡；同时，工件氧化反应产生焦耳热，其促使工件表面形成水蒸气气泡；首先形成形态较小的氧气气泡和水蒸气气泡会附着于工件表面，并逐渐聚集长大为大气泡，随后脱离工件表面进入槽液。当大气泡脱离工件表面时，工件表面又形成新的形态较小的氧气气泡和水蒸气气泡，聚集长大并脱离工件，其伴随阳极氧化整个过程。

气泡（氧气气泡和水蒸气气泡）附着的工件表面微区因不与槽液接触，致使其不能成膜，导致最终膜层厚度及性能的不均匀，即膜层质量较差，工件底部尤其明显，因为工件底部附着的气泡更难于脱离工件；同时，槽液中工件表面气泡的产生会大幅提升槽液电阻，进而引起电压升高，增大氧化能耗；此外，气泡中含有大量的焦耳热，会提升槽液温度，增大制冷能耗。因此，消除阳极氧化工件表面气泡是迫切需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种消除阳极氧化工件表面气泡的方法，此方法是利用工件运动时与槽液的摩擦及工件圆周运动时的离心力使气泡脱离工件表面，工件表面气泡的消除不但提升了膜层质量，而且降低了氧化能耗和制冷能耗；此方法解决了阳极氧化工件表面气泡所导致膜层厚度及性能不均匀的技术问题。

本发明的技术解决方案如下。

（1）夹具装夹固定工件，装夹有工件的夹具倾斜放置于氧化槽中，使夹具与水平面成10°-80°夹角，同时确保工件最底端与工件最底端所在水平面为点接触。

（2）阳极氧化时，夹具带动工件在槽液中进行匀速倾斜性圆周运动，即工件在槽液中进行匀速水平圆周运动，工件的运动速度为10mm/s-150mm/s。

（3）阳极氧化结束后，停止夹具与工件的运动，取出夹具与工件并清洗。

本发明的优点如下。

（1）膜层质量好。及时消除阳极氧化工件表面的气泡提升了工件表面成膜的均匀性，即膜厚和膜层性能均一。

（2）氧化能耗和制冷能耗低。及时消除阳极氧化工件表面的气泡，一方面降低了因气泡而导致的较高的氧化电压，即降低了氧化能耗；另一方面，减少了气泡向槽液传递热量的时间，槽液升温较慢，即降低了制冷能耗。

附图说明

图1为六边形工件及夹具在槽液中的运动示意图。

图2为三角形工件及夹具在槽液中的运动示意图。

图3为梯形工件及夹具在槽液中的运动示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例做详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：六边形工件及夹具在槽液中的运动。

如图1所示，夹具装夹固定工件，装夹有工件的夹具倾斜放置于氧化槽中，使夹具与水平面的夹角θ为10°，同时确保工件最底端与工件最底端所在水平面为点接触。阳极氧化时，夹具带动工件在槽液中进行匀速倾斜性圆周运动，即工件在槽液中进行匀速水平圆周运动，工件的运动速度为10mm/s。阳极氧化结束后，停止夹具与工件的运动，取出夹具与工件并清洗。

实施例2：三角形工件及夹具在槽液中的运动。

如图2所示，夹具装夹固定工件，装夹有工件的夹具倾斜放置于氧化槽中，使夹具与水平面的夹角θ为45°，同时确保工件最底端与工件最底端所在水平面为点接触。阳极氧化时，夹具带动工件在槽液中进行匀速倾斜性圆周运动，即工件在槽液中进行匀速水平圆周运动，工件的运动速度为80mm/s。阳极氧化结束后，停止夹具与工件的运动，取出夹具与工件并清洗。

实施例3：梯形工件及夹具在槽液中的运动。

如图3所示，夹具装夹固定工件，装夹有工件的夹具倾斜放置于氧化槽中，使夹具与水平面的夹角θ为80°，同时确保工件最底端与工件最底端所在水平面为点接触。阳极氧化时，夹具带动工件在槽液中进行匀速倾斜性圆周运动，即工件在槽液中进行匀速水平圆周运动，工件的运动速度为150mm/s。阳极氧化结束后，停止夹具与工件的运动，取出夹具与工件并清洗。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种消除阳极氧化工件表面气泡的方法，其特征在于，装夹有工件的夹具倾斜放置于氧化槽中，阳极氧化时夹具带动工件在槽液中进行匀速倾斜性圆周运动；其中，工件的摆放位置为：装夹后工件最底端与工件最底端所在水平面为点接触；夹具的摆放位置为：夹具与水平面成10°‑80°夹角；工件的运动轨迹为：匀速水平圆周运动；工件的运动速度为：10mm/s‑150mm/s。本发明及时有效消除阳极氧化工件表面气泡，提升膜层质量，降低氧化能耗和制冷能耗。本发明涉及的方法也适用于微弧氧化、其它化学成膜及电化学成膜。

技术研发人员：王剑;何明洋;黄帅
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：2017.05.15
技术公布日：2017.09.01