[发明专利]一种铝型材表面微弧氧化处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝型材新型表面处理领域，尤其是一种用于高端产品的表面处理及其生产方法。

背景技术

铝材是有色金属中使用量最大、应用面最广的金属材料，而且其应用范围还在不断扩大。铝制品的应用已经遍及国民经济各部门，铝合金材料具有一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，可以满足从厨餐用具到尖端科技，从建筑装潢业到交通运输业和航空航天等各行各业对于铝合金材料提出的千差万别、各不相同的使用要求。但是铝的某些性能还不理想，如硬度、耐磨性和耐蚀性等表面性能，铝的表面技术正好弥补了这个弱点，普通的表面处理如静电粉末处理、阳极氧化、硬质阳极氧化、电镀等都能达到不同的表面效果，都存在着一定的缺陷。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的在于提供一种铝型材表面微弧氧化处理的方法，是以控制电流密度、工作电压、氧化时间为关键技术，生成的a-AL₂O₃陶瓷膜层与铝材表面结合具有很好的物理、化学性能。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种铝型材表面微弧氧化处理的方法，包括以下步骤：1)用弱碱低浓度溶液除去试样表面的油脂；2)电流密度控制；3)微弧氧化时间控制；4)溶液体系的控制；其特征在于：

1)、用弱碱低浓度溶液除去试样表面的油脂：采用功率为10KW的微弧氧化装置进行实验，根据试验条件配好电解质溶液，启动空气搅拌装置，把试样置入电解槽中，启动微弧氧化电源，按照试验条件设定工艺电参量，观察实验现象并作实验记录，到达设定的氧化时间后关闭电源；

所述的微弧氧化装置包括微弧氧化电源、实验槽、搅拌系统和冷却系统；

2)、电流密度控制；采用铝合金样品经表面除油后，放入用蒸馏水配好的5g/L的硅酸盐溶液中，启动微弧氧化电源装置，保持电压输出，氧化时间60～90分钟，电流密度为：40～60A/d m²；

3)、微弧氧化时间控制：采用铝合金样品经表面除油后，放入用蒸馏水配好的5g/L的硅酸盐溶液中，启动微弧氧化电源装置，保持一定的电压输出，初始电流密度为：50A/d m²；

4)、溶液体系的控制；用四组铝合金试样经表面除油后，分别放入已经配好的5g/L四种不同的溶液体系，启动微弧氧化电源装置，保持一定的电压输出，初始电流密度为50A/d m²。对四组试样都分别微弧氧化30min、60min、90min、120min、150min。

所述的四种的溶液体系分别是：硅酸盐体系、铝酸盐体系、磷酸盐体系、氢氧化钠。

所述的四种溶液体系微弧氧化后得到的陶瓷膜层厚度以及平均生成速度随时间的变化规律如下：

本发明，该技术可以使微弧氧化膜与基体金属结合牢固，厚度最高可达约300um，绝缘电阻大于100MΩ，硬度甚至可达到200HV，从而大大改善了AL、Mg等有色金属的耐磨性、耐蚀性和耐热冲击性，在航空、航天、机械、电子和装饰等工业领域有着广泛的应用前景具有孔隙率低、击穿电压高、硬度高、耐磨性好、耐腐蚀能力强等优异性能。

附图说明

图1是本发明的微弧氧化设备示意图

具体实施方式

由图1知，一种铝型材表面微弧氧化处理的方法，包括以下步骤：；4)溶液体系的控制；

1、用弱碱低浓度溶液除去试样表面的油脂：采用功率为10KW的微弧氧化装置进行实验，微弧氧化装置包括微弧氧化电源、实验槽、搅拌系统和冷却系统；根据试验条件配好电解质溶液，启动空气搅拌装置，把试样置入电解槽中，启动微弧氧化电源，按照试验条件设定工艺电参量，观察实验现象并作实验记录，到达设定的氧化时间后关闭电源。

2、电流密度控制：微弧氧化陶瓷膜是多孔的原因是由于在强电场的作用下，孔底气泡首先被击穿，进而引起膜的介电击穿，发生微弧放电生成陶瓷膜层。由于击穿总是发生在膜相对薄弱的地方，因此试验过程中，浸在溶液体系中的试样表面可观察到无数游动的火花，最终生成的陶瓷膜较均匀。在相同的氧化时间内，随着电流密度的增加微弧氧化陶瓷膜层的厚度在趋于线性地增加，但是随着电流密度的增大能耗将迅速增加，并且电流密度过大时容易破坏陶瓷膜层。为了节省能耗和避免电流密度过大破坏陶瓷膜层，一般电流密度选择在40～60A/d m²范围内。