一种铝合金平板的微弧氧化处理装置的制作方法

本实用新型属于铝合金超大板的微弧氧化防腐处理领域，具体涉及一种铝合金超大平板的微弧氧化处理装置。

背景技术：

铝合金在海洋环境下防腐和耐磨能力较差，容易造成设备的腐蚀，为了提高铝合金零件在海洋环境下的防腐蚀和耐磨损性能，需要进行表面处理。其中微弧氧化技术是一种有效调高铝合金材料防腐和表面耐磨损的能力。

目前普通的平板类工件的微弧氧化技术较为成熟，但由于受氧化电源的限制，处理超大板时一般采用分段式氧化工艺，这种工艺往往会在工件表面产生氧化印痕和局部烧蚀现象，影响外观和防护性能。

现有的扫描式阴极氧化工艺难以克服电场散射引起的二次氧化，导致膜层厚度不均的现象，难以满足工程中对厚度精确控制的要求，需要重新探求新工艺及其配套的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的：提供一种微弧氧化处理装置，适用于铝合金超大平板的微弧氧化处理。本实用新型，采用扫描式阳极氧化工艺，通过重新设计的氧化工装和控制系统，消除电场散射引起的二次氧化现象，对膜层厚度进行精准控制。

本实用新型的技术方案：提供一种铝合金平板的微弧氧化处理装置，所述微弧氧化处理装置包括容纳有电解液的氧化槽1、半封闭式型腔2和驱动机构；

所述半封闭式型腔2位于氧化槽1中；铝合金平板7的一端位于所述半封闭式型腔2内，另一端与驱动机构连接；驱动机构带动铝合金平板向上运动。

可选地，所述微弧氧化处理装置还包括平板校正装置3；平板校正装置3与氧化槽1固定连接；铝合金平板穿过平板校正装置3，用以对铝合金平板进行夹持与矫正。

可选地，所述驱动机构包括电连接的驱动电机4和控制机构5；驱动电机4的输出端与铝合金平板连接，用于提升铝合金平板向上运动。

可选地，所述微弧氧化处理装置还包括制冷系统6，制冷系统6位于氧化槽1外部或内部，用于对电解液进行冷却。

可选地，所述半封闭式型腔2为上端开口的方形腔体结构，用于对穿过腔体内部的铝合金平板进行电场阻挡。

可选地，所述驱动电机4为步进电机。

本实用新型的技术效果：提供一种环保的、无印痕、无烧蚀、对膜层厚度实现精准控制的铝合金超大平板的微弧氧化处理装置，实现超大铝合金平板的微弧氧化。

本实用新型可以利用小型普通电源，实现超大板的无印痕微弧氧化；在超大平板件表面制备连续一致、光滑的氧化膜。

本实用新型基于小型电源氧化超大板，可以采用扫描式阳极微弧氧化工艺解决分段式氧化的表面缺陷，实现超大板的的一次氧化，在超大板表面制备连续一致、膜层厚度均匀的氧化膜。

附图说明

图1是微弧氧化处理装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例，提供一种铝合金平板的微弧氧化处理装置，所述微弧氧化处理装置包括容纳有电解液的氧化槽1、半封闭式型腔2、驱动机构和平板校正装置3。

所述半封闭式型腔2位于氧化槽1中；铝合金平板7的一端位于所述半封闭式型腔2内，另一端与驱动机构连接；驱动机构带动铝合金平板7向上运动。平板校正装置3与氧化槽1固定连接；铝合金平板穿过平板校正装置3，用以对铝合金平板7进行夹持与矫正。所述半封闭式型腔2为上端开口的方形腔体结构，用于对穿过腔体内部的铝合金平板进行电场阻挡。氧化槽1为微弧氧化槽。

进一步地，所述驱动机构包括电连接的驱动电机4和控制机构5；驱动电机4的输出端与铝合金平板连接，用于提升铝合金平板向上运动。本实施例，驱动电机4和控制机构5构成步进式阳极扫描装置，通过步入式扫描装置，控制阳极氧化的速度，采用分级扫描式氧化方式，实现超大平板件的微弧氧化。本实施例，驱动电机4为步进电机，当然也可以为其他类型电机；控制机构包括无级变速箱、显示屏、频率调节和速度调节单元。

进一步地，所述微弧氧化处理装置还包括制冷系统6，制冷系统6位于氧化槽1外部或内部，用于对电解液进行冷却。本实施例，氧化槽外加冷却设施或配冷却内胆。

实施例2

基于实施例1所述的微弧氧化处理装置，本实施例，提供一种微弧氧化处理工艺，具体包括以下内容：

步骤1：根据被氧化处理的铝合金超大板的尺寸，加工制造半封闭式型腔。本实施例，铝合金超大平板件尺寸为3200mm×3mm×1000mm，设计制作尺寸为3700mm×500mm×1200mm、上端开口的半封闭式型腔。铝合金超大板的未参与氧化部分位于型腔内，半封闭式型腔对未参与氧化的平板进行电场阻挡。半封闭式型腔与工件表面的距离控制在(100～500)mm。视电源输出的能量及扫描式阳极的氧化面积，设定氧化参数。

步骤2：设计制作平板矫正装置，平板矫正装置与氧化槽固定连接，用以对超大板进进行夹持与矫正，防止超大板件氧化变形。

步骤3：配制电解液：将六偏磷酸钠(35～45)g/l、成膜剂wh-3(2～8)g/l置入纯净水中搅拌至全部溶解，用硅酸钠调节ph值为7左右，静置8h后待用。

步骤4：通过步进式阳极扫描装置控制阳极(即铝合金平板)上升速度，调节电机转速参数为(1～3)rap/h。本实施例，调节步进式阳极扫描控制系统的电机转速为1.5rap/h。

步骤5：开启制冷系统，使电解槽电解液温度控制在(20～30)℃。

步骤6：开启微弧氧化电源，调整各参数至正常起弧状态；本实施例，设置氧化参数，分别为频率500hz，脉宽22，电流65a，氧化至电压550v。本实施例，铝合金平板7与铜板连接，并接电源，作为阳极；不锈钢板置于电解液中，并接电源，作为阴极。

步骤7：根据膜层厚度要求，设定氧化时间和氧化电流；

步骤8：氧化完毕后清洗钛合金部件表面残液。

本实施例，按照该工艺实施氧化后的3200mm×3mm×1000mm的超大平板，经测试，采用该工艺实施氧化后，在超大板表面获得了连续一致的氧化膜，膜层平均厚度为(15±2)μm，经过中性盐雾试验后，通过1200h的考核，膜层没有出现腐蚀现象。

本实用新型通过设计制作半封闭式型腔、工件夹持和矫正装置、步进式扫描阳极控制系统，通过上述特殊的工装和控制系统，实现小电源氧化超大板。本实施例的电解液组成简单，维护成本低；电解液不含环保限制元素且电解液为中性(ph为7.5～8.5)，无毒无害；日常无需更换，绿色环保。

技术特征：

1.一种铝合金平板的微弧氧化处理装置，其特征在于，所述微弧氧化处理装置包括容纳有电解液的氧化槽(1)、半封闭式型腔(2)和驱动机构；

所述半封闭式型腔(2)位于氧化槽(1)中；铝合金平板(7)的一端位于所述半封闭式型腔(2)内，另一端与驱动机构连接；驱动机构带动铝合金平板向上运动。

2.根据权利要求1所述的铝合金平板的微弧氧化处理装置，其特征在于，所述微弧氧化处理装置还包括平板校正装置(3)；平板校正装置(3)与氧化槽(1)固定连接；铝合金平板穿过平板校正装置(3)，用以对铝合金平板进行夹持与矫正。

3.根据权利要求1所述的铝合金平板的微弧氧化处理装置，其特征在于，所述驱动机构包括电连接的驱动电机(4)和控制机构(5)；驱动电机(4)的输出端与铝合金平板连接，用于提升铝合金平板向上运动。

4.根据权利要求1所述的铝合金平板的微弧氧化处理装置，其特征在于，所述微弧氧化处理装置还包括制冷系统(6)，制冷系统(6)位于氧化槽(1)外部或内部，用于对电解液进行冷却。

5.根据权利要求1所述的铝合金平板的微弧氧化处理装置，其特征在于，所述半封闭式型腔(2)为上端开口的方形腔体结构，用于对穿过腔体内部的铝合金平板进行电场阻挡。

6.根据权利要求3所述的铝合金平板的微弧氧化处理装置，其特征在于，所述驱动电机(4)为步进电机。

技术总结
本实用新型属于铝合金超大板的微弧氧化防腐处理领域，具体涉及一种铝合金平板的微弧氧化处理装置，该装置包括容纳有电解液的氧化槽(1)、半封闭式型腔(2)和驱动机构；所述半封闭式型腔(2)位于氧化槽(1)中；铝合金平板(7)的一端位于所述半封闭式型腔(2)内，另一端与驱动机构连接；驱动机构带动铝合金平板向上运动。

技术研发人员：王小龙;王浩伟;韦利军;游加旺;孙祚东;伍振宙
受保护的技术使用者：中国特种飞行器研究所
技术研发日：2020.11.05
技术公布日：2021.08.03