[发明专利]铝合金硬质阳极氧化加压方法及铝合金硬质阳极氧化工艺

说明书

航空铝合金硬质阳极氧化工艺，对铝合金零件进行前处理，将前处理后的铝合金置入硫酸电解液当中进行硬质阳极氧化步骤，所述前处理至少包括除油与脱氧；所述硬质阳极氧化步骤采取四段式电源控制方式；参照已知对比例，根据铝合金零件在低电流密度时电压的反馈，推出零件达到目标膜厚所需要的电流值。本发明提供了一种不需要计算阳极氧化面积的硬质阳极氧化方法，在一定程度上提高了对于氧化膜膜厚控制的精确性。经过本硬质阳极氧化工艺的铝合金零件能够稳定地达到预定的膜厚，不需要经过设定氧化电流前的零件氧化面积测量工作，避免因氧化面积测量错误造成的成品膜厚误差，减少对新产品测量前的反复调试实验。

技术领域

本发明涉及一种铝合金硬质阳极氧化工艺，特别是一种铝合金硬质阳极氧化加压方法及铝合金硬质阳极氧化工艺，适用于6061、2024、7075等航空用铝合金材料。

背景技术

铝的阳极氧化是指在一定的工艺条件下的电解液当中，铝或铝合金的表面生成氧化膜的过程；硬质阳极氧化在普通阳极氧化的基础上做出了改进，使生成的氧化膜层的厚度和硬度增加，从而为产品提供优良的耐蚀保护和耐磨性能。阳极氧化和硬质阳极氧化工艺已广泛应用于航空用零件的制造过程当中，航空铝合金零件对氧化膜层的厚度提出了较高的要求。

硬质阳极氧化通常采用的是直流电源加载电流，使氧化膜层在恒定的电流密度下持续增长，直至膜厚达到要求的范围；为了达到既定的电流密度，需要代入计算精确的氧化面积。氧化面积需要专业的制图工程师根据三维图纸计算，而航空铝制零件品种繁多而批量数量小，且多数呈现不规则的复杂构造，部分零件的阳极氧化区域位于内孔处，使得零件的阳极氧化面积难以计算。如果缺少三维图纸，只能根据外观进行估算，再经过多次阳极氧化试验以确定稳定的工艺，而一次试验通常需求一个小时以上的时间；部分零件由于自身尺寸差异也会产生计算误差。估算面积过大，会使实际电流密度变大，烧伤零件；估算面积过小，膜层增长缓慢，无法到达既定的厚度，这样为航空产品硬质阳极的开发速度和成本提出了挑战。

工业生产中遇到多种复杂零件阳极氧化的需求时，使用常规的恒定电流法，无法达到稳定精准的氧化膜层厚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金硬质阳极氧化工艺，能够快速稳定对航空用铝制零件进行硬质阳极氧化，避免复杂零件的氧化面积计算，减少对不同规格零件的试验过程，加快开发速度和减少成本，并尽可能提高硬质阳极氧化的效果。

为达到上述发明的目的，提供了一种铝合金硬质阳极氧化加压方法：将铝合金零件置入硫酸电解液，采用如下四段式电源控制方式：

第一阶段L1：缓升电压为5分钟，直至达到目标电压U₁，记录硬质阳极氧化达到目标电压U₁时的电流I₁；

第二阶段L2：施加恒定目标电压U₁，保持时间1分钟，设定硬质阳极氧化电流I₂，所述电流I₁与电流I₂的比值为1:3；

第三阶段L3：缓升电流至电流I₂，缓升时间为10分钟；

第四阶段L4：以恒定的电流I₂进行硬质阳极氧化，保持时间随目标膜厚增长；

所述目标电压U₁的确定方法包括如下步骤：

M1：选取与待测铝合金零件材质相同的参考品，置入相同的电解液硬质阳极氧化；

M2：根据参考品与挂具的氧化面积之和计算出电解液所要达到的电流I₄；

M3：参考品的阳极氧化加压过程包括两个阶段：