[发明专利]一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法

说明书

技术领域

本发明属于核电站建造领域，特别涉及一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法。

背景技术

非能动三代核电站空气导流板将屏蔽厂房和安全壳之间的区域分隔成为外环腔和内环腔，从而为非能动安全壳冷却系统(PCS)提供空气流道。

外部冷空气从屏蔽厂房入口处进入，沿外环腔向下流动，在导向叶片(导流装置)处转为沿内环腔向上流动，最后从安全壳顶部排气口排出，空气不断流动，带走安全壳上的多余热量，从而起到冷却安全壳的作用。

根据空气导流板设备制造要求，除A、B、C型板导流板筋板、导向叶片内部筋板，对外露铝合金板件、型材表面需进行表面阳极氧化并封孔。其中，B型板采用的铝合金板件单件表面积为16m²,在阳极氧化领域属于超大表面积工件，采用传统阳极氧化工艺需对工件双面进行氧化，一般氧化电源功率难以满足要求，即使设计专用的大功率氧化电源，也难以确保在较大面积的工件上形成均匀厚度和质量稳定的氧化膜。

另一方面，B型板需要氧化的工件数量占总体需氧化工件的90％左右，采用传统工艺会增加阳极氧化加工成本和排污量，对氧化电源功能和制冷能力的要求高，同时阳极氧化过程不稳定、工件返修率高，生产效率较低。综上因素，传统的阳极氧化工艺已不能够很好的满足B型板的阳极氧化加工处理。

发明内容

本专利基于上述空气导流板阳极氧化工艺现状，针对非能动核电站空气导流板阳极氧生产制造要求，在实验基础上，研究出一种非对称极超大铝合金板件(表面积≥10m²)快速阳极氧化方法。非对称极是对现有对称极氧化方法的一种改进，它是针对超大铝合金板脉冲氧化克服传统氧化方式对电源功率要求高的一个有效措施。本专利在传统空气导流板铝合金板件阳极氧化加工技术基础上，基于确保氧化膜质量，提高阳极氧化生产效率，降低阳极氧化生产成本和排污量的理念基础上，确保氧化膜满足核电产品要求，而设计开发的一种非对称极快速阳极氧化工艺。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种非对称极超大铝合金板件快速阳极氧化方法，包括如下步骤，

1)对铝合金板件进行前处理，去除铝材表面的油脂及天然氧化膜；

2)将步骤1)处理后的铝合金板件作为阳极，铅板作为阴极，进行非对称脉冲氧化处理；即得。

优选的是，步骤1)中，所述的前处理为将工件浸入60～90g/L的室温硫酸溶液3～5分钟进行除油、水洗后，再将工件放入温度为40～60℃的40～60g/L的氢氧化钠溶液中3～6分钟，去除铝材表面的自然氧化膜，水洗后，再将工件放在80～120g/L的室温硫酸溶液3～9分钟进行中和；(所述室温为20℃-25℃)

优选的是，步骤2)中，所述的非对称脉冲氧化处理的条件为:将工件放入氧化槽，调整工件和阴极板的间距为300～600mm，进行非对称脉冲氧化处理，其中，脉冲峰值电压为DC25～120V、峰值时间为3～5分钟、基值电压为DC5～12V、周期为4～6分钟、氧化时间为30～45分钟。

采用本专利技术中脉冲氧化方式的脉冲参数，在电流峰值形成氧化膜，基值时间进行有效散热，良好的散热减少了氧化膜因过热而产生“过烧”(过烧会使氧化膜局部发白，是一种不合格的氧化膜)，同时，致密度不好、耐腐蚀差的氧化膜也会在基值时间被溶液溶解掉，以确保最终得到耐腐蚀性较好的氧化膜。对大型铝合金件而言，由于氧化需要较大的电能，对电源的功率要求较高，采用非对称极氧化的方式可以有效降低氧化过程对电源的功率要求，从而使脉冲氧化成为可能。

优选的是，步骤2)中，所述非对称脉冲氧化处理以铝合金板件作为阳极，以表面包裹非棉质品集气袋的条状铅板作为阴极。

优选的是，所述的阳极和阴极的面积比为1：1.6～1.9。

优选的是，所述的阳极和阴极的间距为300～600mm。

优选的是，步骤2)中，所述非对称脉冲氧化处理的电解液为硫酸的水溶液。

优选的是，所述电解液的温度为12～25℃。

上述任一方法制得的超大铝合金板件，其氧化膜厚度为1.6～30mm。

优选的是，步骤2)中，为克服采用非对称极氧化工件与阴极板在电场力(F＝QE/2)作用下产生相对运动导致两极相互碰撞而产生工件烧损，对阴极板进行了表面5-10mm耐腐蚀的蜂窝装栅板绝缘隔离措施，同时对脉冲参数进行优化，以控制其在整个氧化过程中相对运动的距离在安全范围内。