CN101503812A - 微弧氧化方法 - Google Patents

Abstract

微弧氧化方法，是在产品表面生成膜层的方法；解决微弧氧化投入成本高；微弧氧化方法，步骤：1.制造固定零件工装：2.将工装装在镀槽中并固定零件及进行调整：阴极与零件之间为30～40mm；用海绵将阴极包裹；3.在镀槽内装循环输液装置：循环输液装置的管路出口中装阴极；4.微弧氧化处理：阴极7～10mm/S速度在零件表面上方进行往复移动，零件宽度大于阴极极板宽度时，下一次阴极移动轨迹宽度与上一次阴极移动轨迹宽度重叠1/3；电源：采用先直流后交流的电源，相隔30分钟自动转换；槽液：硅酸钠6.6g/L柠檬酸钠5g/L其余为去离子水；5.用水冲洗；6.打磨；优点：成本投入少，可对较大零件进行微弧氧化处理。

Description

微弧氧化方法

技术领域：

本发明是用微弧氧化在产品表面生成膜层的方法。

背景技术：

微弧氧化属于等离子体电解沉积技术，是一项在有色金属表面原位生长陶瓷膜的新技术，陶瓷膜一般也叫无机膜，主要材料是性能稳定的TiO和Al₂O₃，这些材料通过溶胶凝胶法形成膜层。原位生长是指膜层是在基体表面直接从基体转化生成的，不同于电镀、陶瓷喷涂等把外来物料涂覆在金属表面形成的膜层；阳极氧化膜同基体结合良好，但不具备陶瓷膜的高耐磨损及耐腐蚀性能。微弧氧化直接把基体金属氧化烧结成氧化物陶瓷膜，不从外部引入陶瓷物料，使微弧氧化膜既有陶瓷膜的高性能，又保持了阳极氧化膜。与基体的结合力。在微弧阳极化的过程中，微弧区瞬间高温烧结作用使微弧氧化膜具有晶态氧化物陶瓷相γ-Al₂O₃和α-Al₂O₃结构，这使微弧氧化膜性能远高于阳极氧化膜的性能。

目前，微弧氧化难实现大面积零件表面均匀的陶瓷膜层，一次性处理面积小，生产效率低，成本高，尤其是对较大平面零件的处理能力低，达不到膜层均匀，因为解决这些问题的关键在于电源，而要发展处理大面积的电源，需要很高的研制费用，还须配备庞大的冷却系统。例如，设电流密度为15A/dm²时，要想一次性处理100dm²面积，则电源的输出电流将高达1500A，而且电压需要在200V以上，频率300HZ的电源，研制这样的电源投入费用太大。目前，市面上销售的电源的最大输出电流为300A，微弧过程即使在理想状态下，最大处理面积也只有20dm²左右。

目前，微弧氧化工艺：零件清洗除油(可以选用弱碱性洗涤剂)——装夹——微弧氧化——水洗——打磨(根据需要)——封闭(根据需要)。

常规的微弧氧化工序中，是将零件完全浸放在槽液中进行的，使用的电源的输出电流为20A，用这个电源处理平板状零件的最大面积为1dm²左右，而且即使是1dm²的面积的零件，膜层要达到均匀化也是较困难的。

发明内容：

本发明的目的是提供一种节省投入、在较大面积上获得均匀的微弧氧化膜层的微弧氧化方法；本发明的目的是通过下述技术方案实现的：微弧氧化方法，其步骤如下：

1)、制造固定零件工装：根据零件的形状，制造配套的工装；

2)、将固定零件工装装在镀槽中固定零件并进行调整：

(1)调整阴极极板与零件即阳极之间的距离，阴阳极之间的距离为30～40mm；

(2)对阴极的处理：用海绵将阴极包裹；

3)、在镀槽内装循环输液装置：循环输液装置由泵和管路构成，循环输液装置的管路出口中装阴极；

4)、微弧氧化处理：阴极在待成膜的零件表面上方进行往复运动，运动速度7～10mm/S，当零件宽度大于阴极极板宽度时，下一次的阴极极板运动轨迹宽度与上一次阴极极板运动轨迹宽度重叠1/3；电源：采用先直流后交流的电源，相隔30分钟自动转换，直流电流密度为2A/dm²，交流平均电流密度为4A/dm²，脉冲波形为方波；槽液：硅酸钠6.6g/L、柠檬酸钠5g/L、其余为去离子水；

5)用自来水进行冲洗：室温，冲洗1～3min；

6)、用水磨砂纸打磨。

本发明的优点：可以用较小功率的电源，在较大零件表面上获得满足要求的微弧氧化摸，节省了成本的投入；还可以对局部微弧氧化膜层缺陷进行修补。

附图说明：

图1是常规微弧氧化过程示意图；

图2是本发明的微弧氧化方法的氧化过程的装置示意图。

图中：1、阳极即零件  2、阴极  3、电源  4、镀槽  5、固定零件工装  6、海绵  7、循环输液装置  8、手柄  9、电机

具体实施方式：

微弧氧化方法，其步骤如下：

1)、制造固定零件工装：根据零件的形状，制造配套的工装；

2)、将固定零件工装装在镀槽中固定零件并进行调整：

(1)调整阴极极板与零件即阳极之间的距离，阴阳极之间的距离为30～40mm；阴\阳极之间距离不宜太近，太近了易在零件即阳极上产生电弧放电，易灼烧零件表面呈坑状；极板间距离太远，则生成膜层的速率过低。

(2)对阴极的处理：用海绵将阴极包裹，防止短路、灼伤零件和和储存槽液；

3)、在镀槽内装循环输液装置：循环输液装置由泵和管路构成，循环输液装置的管路出口中装阴极，使新鲜槽液能够通过阴极不间断的流动到阳极即零件表面，使阴极与阳极即零件表面始终保持一个水膜层；

4)、微弧氧化处理：阴极在待成膜的零件表面上方进行往复运动，运动速度7～10mm/S，当零件宽度大于阴极极板宽度时，下一次的阴极极板运动轨迹宽度与上一次阴极极板运动轨迹宽度重叠1/3，阴极极板的大小以0.5～1dm²为宜，如此往复运动，膜层将不断增厚；电源：采用先直流后交流的电源，相隔30分钟自动转换，直流电流密度为2A/dm²，交流平均电流密度为4A/dm²，脉冲波形为方波，直流生成的膜层不是陶瓷相结构，而交流生成的膜层是陶瓷相结构；槽液：硅酸钠6.6g/L、柠檬酸钠5g/L、其余为去离子水；

5)用自来水进行冲洗：室温，冲洗1～3min；

6)、用水磨砂纸打磨。手工打磨可以去除表面疏松膜层，直至表面呈现均匀的灰黑色；疏松层是容易去除的，疏松层下的致密层用手工方法去除不掉。

实施例一：

对600mm×100mm的平板零件的微弧氧化处理，步骤如下：

1)、制造固定零件工装：固定零件工装制成平面状，便于固定平面零件；

2)、将固定零件工装装在镀槽中固定零件并进行调整：将制成平面的工装装在镀槽中，将平面零件装在固定零件工装上，将阴、阳极之间的距离调整为30mm，用海绵将阴极包裹，用厚度8～15mm左右的海绵包裹阴极极板；

3)、在渡槽内装循环输液装置：循环输液装置采用泵和管路构成，将阴极极板装在循环输液装置出口的管路中，使出口的槽液包围阴极极板，微弧氧化处理过程使槽液在阴极极板轨迹中构成均匀的液膜层；泵和管路均为常用产品；

4)、微弧氧化处理：

电源：采用先直流后交流的电源，相隔30分钟自动转换，直流电流密度为2A/dm²，交流平均电流密度为4A/dm²，脉冲波形为方波；

槽液：硅酸钠6.6g/L、柠檬酸钠5g/L、其余为去离子水；

阴极在待成膜的零件表面上方进行往复运动，运动速度7mm/S，当零件宽度大于阴极极板宽度时，下一次的阴极极板运动轨迹宽度与上一次阴极极板运动轨迹宽度重叠1/3；阴极往复运动可以手握手柄人工移动，也可以用常用的电机带动；不论人工移动或电机带动按设计好的轨道运动；当火花(微弧)渐稀时，结束微弧氧化，生成的膜厚满足技术要求，此时膜厚度在35～45μm；

5)用自来水进行冲洗：室温，冲洗1～3min；

6)、用水磨砂纸打磨。

实施例二：

将步骤2)中的阴、阳极之间的距离调整为35mm，步骤4)中阴极在待成膜的零件表面上方进行往复运动，运动速度为8.5mm/S，其余步骤与实施例一相同，获得的微弧氧化膜满足技术要求。

实施例三：

将步骤2)中的阴、阳极之间的距离调整为40mm，步骤4)中阴极在待成膜的零件表面上方进行往复运动，运动速度为10mm/S，其余步骤与实施例一相同，获得的微弧氧化膜满足技术要求。

用常规方法对600mm×100mm的平板状零件的微弧氧化时，由于所用电源的功率小，零件中心部位与周边部位的膜层厚度相差较大，因零件周边电力线较集中，膜层厚度厚，硬度高，而中心部位的厚度和硬度均达不到要求。

Claims (1)

1、微弧氧化方法，其步骤如下：

1)、制造固定零件工装：根据零件的形状，制造配套的工装；

2)、将固定零件工装装在镀槽中固定零件并进行调整：

(1)调整阴极极板与零件即阳极之间的距离，阴阳极之间的距离为30～40mm；

(2)对阴极的处理：用海绵将阴极包裹；

3)、在镀槽内装循环输液装置：循环输液装置由泵和管路构成，循环输液装置的管路出口中装阴极；

4)、微弧氧化处理：阴极在待成膜的零件表面上方进行往复运动，运动速度7～10mm/S，当零件宽度大于阴极极板宽度时，下一次的阴极极板运动轨迹宽度与上一次阴极极板运动轨迹宽度重叠1/3；电源：采用先直流后交流的电源，相隔30分钟自动转换，直流电流密度为2A/dm²，交流平均电流密度为4A/dm²，脉冲波形为方波；槽液：硅酸钠6.6g/L、柠檬酸钠5g/L、其余为去离子水；

5)用自来水进行冲洗：室温、冲洗1～3min；

6)、用水磨砂纸打磨。

Images