大薄板陽(yáng)極氧化過程中裝夾方式的研究

楊迪

摘 要：本文討論了基于特定要求，大薄板在陽(yáng)極氧化過程中的幾種裝夾方式，分析對(duì)比了這幾種方式的可實(shí)現(xiàn)性及優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：陽(yáng)極氧化；裝夾方式；大薄板；激光焊接；粘膠

中圖分類號(hào)：TG174 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 背景介紹

鋁及其合金在相應(yīng)的電解液和特定的工藝條件下，由于外加電流的作用下，在鋁制品（陽(yáng)極）上形成一層氧化膜的過程。為了克服鋁合金表面硬度、耐磨損性等方面的缺陷，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，延長(zhǎng)使用壽命，表面處理技術(shù)成為鋁合金使用中不可缺少的一環(huán)，而陽(yáng)極氧化技術(shù)是目前應(yīng)用最廣且最成功的。

陽(yáng)極氧化不同于噴涂，它能夠展現(xiàn)出鋁合金特有的金屬質(zhì)感，并可配以噴砂、拉絲等不同的表面處理方式。隨著智能手機(jī)的鋁合金外殼采用噴砂陽(yáng)極氧化工藝，這種工藝被不斷的推廣使用，也讓更多人知道這種工藝的存在。

目前了解到大薄板的陽(yáng)極氧化主要有兩種方式：先將大薄板切割成需要的尺寸，再進(jìn)行表面處理；另一種是卷板直接陽(yáng)極處理后，再展平切割成規(guī)格一致的陽(yáng)極毛坯板。

例如鋁合金板材尺寸長(zhǎng)1.7m，寬1m，厚度0.002m，顏色為一種紫色，板材表面無孔，平板無折彎。要求陽(yáng)極上色均勻，無色差，表面無流痕，無燒傷等缺陷，力爭(zhēng)鋁板四周切割斷面也為紫色。。

根據(jù)大尺寸鋁板的要求，采用卷板陽(yáng)極后切割方式比較好，但是由于二次切割，四周斷面只能為鋁本色。如果采用卷板直接陽(yáng)極的方式，一次需要做一卷，起訂量非常大，并不適合做樣品，因此考慮鋁板直接陽(yáng)極處理的方式。陽(yáng)極過程需要將鋁板全部放置在流動(dòng)液體中，并且要經(jīng)過幾種不同液體容器，因此鋁板的固定必須可靠。

2 鋁板裝夾

掛具是陽(yáng)極氧化不可缺少的工具，既要固定零件，又要保證導(dǎo)電。鋁合金材料陽(yáng)極氧化所使用的掛具，多是純鋁絲或?qū)Ｓ娩X制工具。這種掛具材料消耗非常大，一般使用幾次就報(bào)廢，并且在使用前要做退膜處理。近年來以鈦質(zhì)材料代替鋁質(zhì)制作掛具也在逐漸推廣，尤其針對(duì)小型的鋁合金零件，具有長(zhǎng)度短，大多為實(shí)心或者質(zhì)量重等特點(diǎn)。但是鈦質(zhì)材料的不足之處是導(dǎo)電性較差，且價(jià)格較貴，但是使用前無須做退膜處理。下面針對(duì)大薄板在陽(yáng)極氧化過程中的裝夾方式展開討論。

2.1 膠黏吊裝塊+激光焊接

由于該項(xiàng)目中鋁板只有一面作為外觀面，因此可以考慮在另外一面做掛具支撐。在鋁板內(nèi)側(cè)做支撐結(jié)構(gòu)可以保證鋁板外觀及四周陽(yáng)極顏色一致。

采用壓鉚方式可以將螺柱或者螺釘種植在鋁板上，但是由于鋁板只有2mm厚度，且外觀表面要求無孔，無色差，所以該種方式無法使用。

通過與3M公司交流了解到，可以使用膠水將吊裝塊黏在鋁板背面。由于正常膠水無法導(dǎo)電，因此考慮使用導(dǎo)電膠粘接后在吊裝塊周圍采用激光焊接的方式來解決導(dǎo)電問題，如圖1所示。試驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)電性能較差，并且由于鋁板面積較大，在陽(yáng)極過程中，受到水流和自身的重力影響，吊裝塊不夠牢固，個(gè)別出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。另外激光焊接的成本較高，以厘米長(zhǎng)度為單位計(jì)算價(jià)格，并且操作復(fù)雜。綜合各種因素，決定不采用此種方式。

2.2 短連接

由于鋁板的尺寸精度要求較高，正負(fù)0.1mm，決定采用激光切割機(jī)下料。考慮到操作的便捷性與成本，在激光機(jī)下料時(shí)，鋁板兩側(cè)預(yù)留帶孔余料作為吊裝位置，通過1mm接觸點(diǎn)短連接。這樣在陽(yáng)極完成后，打斷短連接，再將1mm凸起位置磨平，這樣可以最大程度地保證鋁板四軸斷面的陽(yáng)極顏色，如圖2所示。試驗(yàn)結(jié)果，由于短連接的尺寸過小，影響導(dǎo)電性，同時(shí)在處理短連接凸起時(shí)，很難保證處理得非常平整，導(dǎo)致鋁板尺寸超差。

2.3 陽(yáng)極后二次切割

經(jīng)過幾種方案的討論與試驗(yàn)，結(jié)果都并不滿意，最終決定使用二次激光切割方式，不保留鋁板四周斷面的陽(yáng)極顏色，如圖3所示，第一次激光下料時(shí)四周各預(yù)留10mm余量，完成陽(yáng)極后進(jìn)行二次激光切割至要求尺寸。

結(jié)論

在該項(xiàng)目中的大薄板陽(yáng)極氧化處理，由于使用要求、時(shí)間和成本等限制，并未完全實(shí)現(xiàn)預(yù)想要求，但仍會(huì)不斷實(shí)踐，力求解決此類大薄板的氧化處理。

參考文獻(xiàn)

[1]李洪.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2]聞邦春.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.