一种铝合金硬质阳极氧化电解液维护方法与流程

文档序号:11768171阅读:278来源:国知局

本发明属于铝合金加工技术领域,尤其涉及铝合金硬质阳极氧化耐摩层的制备。



背景技术:

铝合金由于其质量轻、强度高、易成型加工,成本低等特点,被广泛应用机械制造和加工。尤其在空调压缩机部件领域得到广发应用,空调压缩机中旋转压缩盘与固定盘做高速旋转摩擦,需要对铝合金制成的旋转压缩盘进行硬化处理提高耐磨性能。硬化处理通常采用阳极氧化硬质化处理,而传统的铝合金氧化处理大多采用硫酸和草酸体系,并可能采用脉冲电源进线电解氧化形成氧化膜,出阳极氧化生成氧化膜的同时,氧化膜会发生腐蚀溶解,当氧化速度与腐蚀速度达到平衡氧化膜的厚度不会继续增长,而且随着电解时间延长,氧化膜的耐磨性能反而会下降。同时在氧化膜形成过程中,还容易发生烧损现象,一般是由于电流密度过大导致热量无法及时撤走使得氧化膜全部或部分溶解,尤其是当铝合金中铜或硅含量过高时,铜以偏析组织存在于晶界并以cual2相化合物溶解形成点状脱落,脱落点处基体的铝合金层裸露使得电流集中在此处形成烧焦。同样的,硅在阳极氧化时无法形成氧化膜以嵌入的方式存在氧化膜内,由于其半导体特性使得电流集中从而烧焦。



技术实现要素:

发明目的:针对上述现有存在的问题和不足,本发明的目的是提供了一种铝合金硬质阳极氧化电解液维护方法,通过本发明的电解液得到的铝合金硬质氧化膜具有更高的厚度和硬度,并避免了氧化层“烧损”现象,同时能确保电解液的稳定工作保持氧化膜质量的一致性。

技术方案:为实现上述发明目的,本发明采用以下技术方案:一种铝合金硬质阳极氧化电解及维护方法,

电解液的配制:在电解槽中,加入50~70%的纯水,然后加入100~200g/l的浓硫酸,搅拌均匀得到硫酸溶液,继续加入10~30g/l的草酸并搅拌溶解得到混合酸溶液;同时取部分硫酸溶液,加入添加剂并快速搅拌溶解得到80~100g/l的添加剂溶液,所述添加剂溶液的添加量为5~50ml/l,所述添加剂为按2~3:1:1的质量比混合的钼酸盐、磷酸盐和碲酸盐的混合物;

硬质阳极氧化:以铅板为阴极,铝合金件作为阳极浸入电解液中,施加正向直流脉冲电流进行阳极氧化电解,所述铝合金件在电解过程中作2~5米/分钟的往复平移运动,并辅助冷冻管进行冷却保证电解液温度在20℃以下,电解过程中保持打气搅拌和溢流槽泵搅拌;

电解液维护:每100升电解液通电20000ah后,需补加5~10ml/l的添加剂溶液,并过滤泵过滤。

作为优选,硬质阳极氧化过程中,所述溢流槽泵搅拌中为不带过滤芯,从而可以最大化的提高搅拌强度,同时由于采用溢流槽,可以避免仅有局部流动提高整体的散热效果。

作为优选,所述电解液还包括10~35g/l的硼酸,硼酸盐作为弱酸对氧化膜腐蚀较小,同时硼酸盐在阳极附近形成硼的氧化物与三氧化二铝共同沉积析出,降低氧化膜的溶解率,提高氧化膜的质量。

有益效果:与现有技术相比,本发明主要技术点在于添加剂的引入,有效降低氧化膜的腐蚀效率,提高了氧化膜层厚度和硬度;同时采用合适的电解工艺手段,大大改善散热效果降低了“烧损”现象,并通过后期维护避免电解液的浑浊失效,从而能保证氧化膜质量的一致性。

具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于

本技术:
所附权利要求所限定的范围。

本发明的硬质阳极氧化工艺主要用于在空调压缩机的旋转压盘表面制备一层耐磨的氧化层,提高运转耐磨性和使用寿命。旋转压盘的铝合金件通过机械加工成型后,依次通过除油、水洗、碱蚀、水洗、出光和水洗后,再经过阳极氧化。

阳极氧化的电解液配制:首先在电解槽中加入70%左右的纯水,然后加入150g/l的浓硫酸,补充剩余纯水到刻度线搅拌均匀后得到的硫酸水溶液的温度约为60℃,取出部分硫酸溶液进行添加剂配制,其余部分继续加入15g/l的草酸并搅拌溶解。取1000ml硫酸水溶液,在60℃左右迅速投入40g钼酸钠、20g磷酸钠和20g碲酸钠并搅拌溶解得到添加剂溶液。在硫酸和草酸的混合溶液中,加入20~50ml/l的添加剂溶液,优选25ml/l,并搅拌均匀。

硬质阳极氧化:以铅板为阴极,铝合金件作为阳极浸入电解液中,施加正向直流脉冲电流进行阳极氧化电解。为了有效提高散热效果,采用阳极移动电解方式,即通过阳极挂具的摆动使铝合金件在电解过程中作2~5米/分钟的往复平移运动。同时,电解槽采用溢流槽,在电解时通过滤泵(不装过滤芯)将电解液从溢流槽中抽出然后循环泵回主槽中,主槽的电解液液面升高通过两者之间的隔板上沿流回溢流槽内形成循环,从而达到快速移热的效果;与此同时,电解槽底部设置气管,对阳极铝合金件进行打气搅拌,并通过冷却管控制电解液温度在20℃以下,最优在15℃左右。

在电解液维护阶段,由于铝合金件的电解溶解,电解液中包含铝、铜无机杂质和有机杂质的逐渐增多,电解液稳定性降低,形成的氧化膜的空隙增多硬度下降,且增厚速度明显下降。本发明电解液2小时氧化电解形成的氧化膜稳定在370hv以上硬度,厚度在45~50μm。而普通的硫酸/草酸电解液,经过一周连续工作后,氧化膜层硬度由初始的350μm左右下降到320μm左右,接近10%。同时本发明电解过程中的阳极移动方式,有效提高了阳极散热效果,避免了“烧损”现象,电流密度可达5a/dm2而不发生烧损,进一步的提高了氧化膜硬度和厚度(氧化膜厚度和硬度一般与电流密度成正比关系)。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种铝合金硬质阳极氧化电解及维护方法,本发明电解液在硫酸/草酸混合酸溶液中加入含钼酸盐、磷酸盐和碲酸盐的添加剂,铝合金件作为阳极浸入电解液中,施加正向直流脉冲电流进行阳极氧化电解,所述铝合金件在电解过程中作往复平移运动,并辅助冷冻管进行冷却保证电解液温度在20℃以下,电解过程中保持打气搅拌和溢流槽泵搅拌;每100升电解液通电20000AH后,需补加5~10ml/L的添加剂溶液,并过滤泵过滤。通过本发明的电解液得到的铝合金硬质氧化膜具有更高的厚度和硬度,并避免了氧化层“烧损”现象,同时能确保电解液的稳定工作保持氧化膜质量的一致性。

技术研发人员:曹靖
受保护的技术使用者:江苏昊科汽车空调有限公司
技术研发日:2017.06.14
技术公布日:2017.10.20
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