[发明专利]铝合金表面氧化处理装置及处理方法

权利要求书

1.一种铝合金表面氧化处理装置包括真空炉、进气系统、抽真空系统、供电系统、测温系统、冷却系统，所述的进气系统包括气瓶、稳压阀和进气口(10)，进气口(10)安装在真空炉顶部，通过稳压阀与气瓶相连；所述的供电系统采用脉冲直流高压电源或直流溅射高压电源；所述的测温系统为常用KS型-热电偶(17)；所述的抽真空系统包括真空泵(7)及其管路，所述的真空泵(7)通过管路与真空炉相连；其特征在于：所述的真空炉为离子扩渗设备，包括冷却观察室窗(11)、炉壁(13)、底座(14)和炉门，所述的炉壁(13)与阳极电源(9)相连；所述的真空炉内安装有工件平台和空心阴极辅助装置；所述的工件平台包括支座(16)、载物台(3)、绝缘体(5)，所述的绝缘体(5)由中心平台和绝缘环组成、位于支座(16)上，所述的支座(16)位于真空炉底座(14)上，所述的载物台(3)位于绝缘体(5)的中心平台上，用于放置工件(6)，所述的载物台(3)与阳极电源(9)连接；所述的空心阴极辅助装置由两个直径不同且带有孔洞的大圆筒(1)和小圆筒(2)组成，所述的大圆筒(1)和小圆筒(2)构成同轴双层圆筒，位于绝缘体(5)的绝缘环上，并通过绝缘环隔离，所述的小圆筒(2)和大圆筒(1)分别与阴极电源(4)连接。

2.根据权利要求1所述的铝合金表面氧化处理装置，其特征在于：所述的大圆筒(1)和小圆筒(2)由不锈钢制成，小圆筒(2)的直径为300～350mm，大圆筒(1)的直径为320～370mm，并保持大圆筒(1)与小圆筒(2)的间距为8～10mm，小圆筒(2)的筒壁上平均分布直径为7～10mm的孔洞，孔洞边缘最小间距为8～10mm。

3.一种铝合金表面氧化处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、工件(6)的清洗与装炉

用工业清洗剂清洗工件(6)表面，然后进行装炉，将工件(6)放置在载物台(3)上，将载物台(3)与阳极电源(9)相连；

B、抽真空、起辉

启动真空泵(7)抽气，同时启动冷却系统，由进水口(8)进水，通过出水口(12)排水，期间通过冷却观察室窗(11)的窗口观察水流是否通畅；当真空炉内真空度达到13.3～133Pa时，通过进气口(10)充入净化过的氧气，氧气经过小圆筒(2)的孔洞，均匀分布在整个真空炉内，使工件(6)周围氧气浓度均衡；调节氧气的流量，使真空炉内的压强保持在133-1333Pa，打开电源，使真空炉内的氧气在高压电场的作用下发生电离，产生辉光放电效应；

C、升温阶段

其后续的操作随氧化工艺不同而变化，可向真空炉内连续通入氧气达到要求的低气压，范围50～1000Pa，并逐步调节电压、电流，控制氧化温度，通过流量计调节真空炉内气压；调节大圆筒(1)与小圆筒(2)之间的间距，接通大圆筒(1)和小圆筒(2)上的阴极电源(4)，使双层圆筒保持空心阴极放电；期间可根据实际情况充入氩气，让氩气引起溅射，从而增加氧化放电强度，在工件(6)表面形成氧化膜层；

D、保温阶段

根据工艺要求，在300-600℃的温度下，保温1-4h；

E、冷却阶段

将真空炉内抽成低真空，关掉电源；待工件(6)随真空炉冷却到100℃时出炉。