[发明专利]一种铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法

说明书

本发明属于材料表面处理领域，具体涉及一种铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法，包括阳极氧化步骤；采用阶梯直流电源方式进行硬质阳极氧化，阳极化基础电流密度为0.5A/dm²～0.8A/dm²，阳极氧化电流密度为1A/dm²～3A/dm²；阳极化槽液温度为‑5℃～5℃；阳极化时间包括缓启时间60min，阳极氧化总时间90～120min及缓降时间1min；阳极化终端电压为40V～54V；所述缓启时间是零件电流密度从0A/dm²升至阳极氧化电流密度所用时间；所述缓降时间是从氧化电流密度降至0A/dm²所需的时间。本发明提供的铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法，硬质阳极氧化后膜层金相显微硬度达HV≥350，能明显提高ZL101、ZL105铝合金使用的耐磨性及减小产品运动过程中产生的零件磨损，填补该材料在硬质阳极氧化膜层高硬度工艺的空白。

技术领域

本发明属于材料表面处理领域，具体涉及一种铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法，适用于ZL101、ZL105等铝-硅系铸造铝合金。

背景技术

ZL101和ZL105属于铝-硅系列铸造铝合金，由于其优良的铸造工艺性被广泛运用于结构复杂、壁厚较薄或有气密性要求的铸造壳体零件上。该类零件通常承受相对滑动摩擦运动，为提高其表面耐磨性，一般采用硬质阳极化工艺方法。由于铸造铝合金中合金化元素含量比较高，气孔、针孔、疏松等缺陷较多，特别是含硅量较高铝-硅系列铝合金容易造成硅的偏析。另外，硅本身不能被氧化，以单质状态嵌在阳极氧化膜内，硅偏析位置的电流比较大，导致成膜困难及膜厚均匀性差，膜层易被击穿，严重影响膜层使用性能。因此在铸造铝合金获得高硬度(HV≥350)硬质阳极化膜层等良好性能的技术难度较大。根据我国标准GB/T19822-2005《铝及铝合金硬质阳极氧化膜》规定铜含量＜2％(或)硅含量小于8％的铸造合金显微硬度HV_0.05≥250，而在零件实际使用过程中提出了更高的耐磨性需求。但目前国内外的期刊杂志，还没有专门针对ZL101和ZL105铝合金硬质阳极化膜层硬度达HV350的阳极氧化工艺的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法，硬质阳极氧化后的膜层金相显微硬度达HV≥350，明显提高ZL101、ZL105铝合金耐磨性及减小产品运动过程中产生的零件磨损。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

一种铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法，包括阳极氧化步骤；

所述阳极氧化步骤采用阶梯直流电源方式进行硬质阳极氧化，阳极化基础电流密度为0.5A/dm²～0.8A/dm²，阳极氧化电流密度为1A/dm²～3A/dm²；阳极化槽液温度为-5℃～5℃；阳极化时间包括缓启时间60min，阳极氧化总时间90～120min及缓降时间1min；阳极化终端电压为40V～54V；

所述缓启时间是零件电流密度从0A/dm²升至阳极氧化电流密度所用时间；

所述缓降时间是从氧化电流密度降至0A/dm²所需的时间。

在上述技术方案中，所述铸造铝合金高硬度硬质阳极氧化工艺方法适用于ZL101或ZL105铝合金。

在上述技术方案中，所述阳极氧化步骤的阳极氧化槽液成分及成分浓度分别是：硫酸：300～330g/L，Al³⁺＜15g/L，其余为去离子水；所述硫酸密度为1.84g/mL。

在上述技术方案中，所述阳极氧化步骤还包括洁净压缩空气搅拌的步骤。