鋁合金局部陽極氧化工藝的應用

郭敏智

（中航工業中南傳動機械廠,湖南長沙 410200）

鋁合金局部陽極氧化工藝的應用

郭敏智

（中航工業中南傳動機械廠,湖南長沙 410200）

0 前言

鋁合金比強度高、質量輕的特點使其在宇航和航空工業及民用工業中被廣泛應用。通常對鋁合金采用陽極氧化處理來提高其防護能力,但在很多特殊情況下,我們需要對工件局部表面實施陽極氧化。相對于整體陽極氧化,局部陽極氧化的工藝要復雜一些,因為存在局部保護的問題而增加了處理難度。筆者在表面處理車間工作多年,接觸了多種局部陽極氧化工件的加工,小有體會,現總結如下,以供參考。

1 在槽中進行的局部陽極氧化

1.1 工藝特點

該工藝適用于處理表面幾何形狀復雜,非陽極氧化區域有特殊要求或鑲崁了其它材質金屬的零件。

1.2 工藝流程

1.3 主要工序說明

1.3.1 預除油

采用三氯乙烯蒸汽除油或者有機溶劑清洗,以去除工件上的油脂、標記或者其它污物,為保護物提供良好的結合力。

1.3.2 保護

保護是該工藝流程中最重要的一步。應當根據所用溶液的工作溫度和工件的特點選擇合適的保護物。

（1）蠟適用于40℃以下的溶液溫度。超過此溫度蠟保護層會變軟融化。

（2）絕緣漆適用的溫度范圍比較寬,但其耐堿的性能不太好,在堿性溶液中浸漬時間長容易造成保護層的邊界翻起而失效。

（3）專用夾具一般采用鋁、聚氯乙烯塑料、尼龍等材料制作。采用專用夾具保護,一定要注意它的密封效果,否則滲漏溶液后極易產生縫隙腐蝕和雙極性腐蝕。

應當注意的是,不管采用何種保護方法,都會有一個保護過渡區定義的問題,這應當在加工前明確。

1.3.3 化學除油

化學除油后,工件需陽極氧化表面必須具有均勻、連續的水膜,并能保持30 s不斷裂。在化學除油過程中應注意工件尺寸的消耗。

1.3.4 脫氧

在酸性溶液中去除工件需陽極氧化表面的自然氧化膜或舊氧化膜。

脫氧溶液的工藝參數為:鉻酐（工業級）45 g/L,硝酸（工業級）100 g/L,質量分數為40%的氫氟酸（工業級）9 mL/L,室溫,1～3 min。

為了除盡舊氧化膜,可延長浸漬時間,但在脫氧過程中應注意工件尺寸的消耗。

1.3.5 陽極氧化

按普通陽極氧化的工藝參數進行操作。

1.3.6 封閉

按需進行,對于有耐蝕性要求的工件,推薦在重鉻酸鹽溶液中封閉。

重鉻酸鹽封閉的工藝參數為:重鉻酸鉀（化學純）1.0 g/L,（96±2） ℃,40 min。

1.4 局部陽極氧化膜的質量

按該工藝獲得的局部陽極氧化膜可以滿足質量檢驗要求。

2 刷涂陽極氧化

2.1 工藝特點

該工藝既可以用于新制件,也可以用于舊陽極氧化膜破損處的局部修復。工件不受槽體大小限制,各種復雜表面均可以進行刷涂陽極氧化。

2.2 所需設備

采用的設備有電源、刷涂工具、溶液傳輸裝置和輔助容器。

電源一般采用60 A,50 V的整流器。刷涂工具由手柄、電極、電極包套組成。手柄為絕緣非導電物質,以避免操作者與電接觸。電極的形狀和尺寸面積應根據待處理區來選擇。陽極氧化所用的電極材料為不銹鋼,除油所用的電極材料一般為石墨。

2.3 工藝流程

2.4 主要工序說明

2.4.1 保護

采用黏膠帶、絕緣漆等材料保護非陽極氧化表面。

2.4.2 裝夾

通過導線將工件與電源電極相連。

2.4.3 表面活化

用細砂紙打磨需陽極氧化表面,去除自然氧化膜或受損的舊氧化膜。

2.4.4 除油

采用的除油液呈弱堿性。用刷涂工具蘸除油液在需處理表面來回擦拭電解除油。此過程中,工件接陰極,刷涂工具接陽極,電壓為10～20 V。除油后,工件需陽極氧化表面必須具有均勻、連續的水膜,并能保持30 s不斷裂。

2.4.5 刷涂陽極氧化

采用以鉻酸為主的刷涂陽極氧化溶液。用刷涂工具蘸刷涂液在需處理表面來回擦拭進行陽極氧化,直至達到預期的厚度。此過程中工件接陽極,刷涂工具接陰極,電壓為20～50 V。

要獲取厚度均勻的陽極氧化膜,首先需采用溶液傳輸系統進行連續、均勻的供液;其次刷涂工具來回移動的速率要均勻。

2.5 刷涂陽極氧化膜的質量

所得刷涂陽極氧化膜是完整、均勻、連續的灰色膜層。未經封閉的刷涂陽極氧化膜可耐鹽霧試驗168 h;經封閉的刷涂陽極氧化膜可耐鹽霧試驗400 h以上。

3 結語

局部陽極氧化工藝是為了滿足生產中的一些特殊要求而在普通陽極氧化的基礎上發展出來的一種工藝,其有優點,也有局限性,受很多條件的限制。隨著現代化工業的發展,對各種機械設備零件的表面處理性能要求愈來愈高,只有不斷地探索新工藝、新方法才能適應發展的需要。

TG 174

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1000-4742（2011）04-0052-02

2010-10-20