CN101880904B - 一种铸铝合金微弧氧化前处理的方法 - Google Patents

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Abstract

一种铸铝合金微弧氧化前处理的方法，在铸铝合金微弧氧化处理前，进行铸铝硫酸阳极氧化处理：将铸铝合金试样或铸铝合金构件在160g/L NaOH水溶液中浸洗3分钟后用蒸馏水浸洗1分钟，然后以铸铝试样或铸铝构件表面积1.5-2.0倍的铅板为阴极，以铸铝合金试样或铸铝合金构件为阳极，在硫酸浓度为50-70mL/L的水溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电流密度为1-3A/dm2，时间5-50分钟，温度为室温。本发明的优点是：可以显著节约铸铝合金微弧氧化所需要的能源和资源，对推动大型铸铝合金构件微弧氧化技术在航天、航空、汽车、电子和机械等行业中的实际应用，具有重要价值和意义。

Description

一种铸铝合金微弧氧化前处理的方法
技术领域
本发明涉及一种铸铝合金处理的方法，尤其涉及一种铸铝合金微弧氧化前处理的方法。
背景技术
铸铝合金因具有较高的Si含量，其硬度高，耐磨性和铸造性能优异，被广泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域。但是，较高的Si含量，使铸铝合金耐蚀性差，因此，铸铝合金在实际应用之前通常要进行防护处理，最常规的方法是对铸铝合金进行普通阳极氧化处理或硬质阳极氧化处理，使铸铝合金表面生成一中外层比较疏松，内层比较致密，以氧化铝为主的陶瓷膜，以提高铸铝的耐磨性和耐蚀性。普通阳极氧化和硬质阳极氧化技术，此类方法的技术特点是低电压、较高的电流密度，所得氧化膜层较薄且其外层比较疏松，能够在一定范围内提高铸铝合金的耐磨性能和耐蚀性能。
20世纪90年代中后期，微弧氧化技术由俄罗斯等西方发达国家引入我国。微弧氧化是在普通阳极氧化的基础上发展起来的，它采用高电压、大电流密度对铝合金表面进行处理，利用弧光放电增强并激活在阳极(铝合金)上发生的反应，从而形成陶瓷氧化膜，可显著提高基体合金的硬度、耐磨性和耐蚀性，在航天、航空、汽车、电子和机械等行业中具有巨大的应用前景。
但是，由于铸铝合金具有较高的Si含量，使铸铝合金的微观组织不均匀，在铸铝微弧氧化时，Si不能直接氧化成SiO2，Si是良好的半导体材料，在高电压下导电性良好，因而使铸铝合金微弧氧化膜不致密，其生成的铸铝微弧氧化膜相对于其他铝合金微弧氧化膜的电阻小，因此，在相同的微弧氧化电压下，铸铝合金微弧氧化需要很大的电流密度，一般铸铝合金微弧氧化处理的电流密度为20-80A/dm2，而其他铝合金微弧氧化的电流密度为2-20A/dm2。由于微弧氧化电源的功率有限，采用较大的电流密度对铸铝合金进行微弧氧化处理，只适合尺寸较小的零部件，因此，降低铸铝合金微弧氧化处理时所需要的电流密度，对于推动大型铸铝合金构件微弧氧化技术在航天、航空、汽车、电子和机械等行业中的实际应用，是一个亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铸铝合金微弧氧化前处理的方法，该方法为在铸铝合金微弧氧化处理前，对铸铝合金进行普通阳极氧化处理，生成厚度为10-30微米的阳极氧化膜，最佳阳极氧化膜的厚度范围为15-20微米，该方法可降低常规铸铝合金微弧氧化所需电流密度的20-70％。
本发明是这样来实现的，其特征是在铸铝合金微弧氧化处理前，进行铸铝硫酸阳极氧化处理：将铸铝合金试样或铸铝合金构件在160g/L NaOH水溶液中浸洗3分钟后用蒸馏水浸洗1分钟，然后以铸铝试样或铸铝构件表面积1.5-2.0倍的铅板为阴极，以铸铝合金试样或铸铝合金构件为阳极，在硫酸浓度为50-70mL/L的水溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电流密度为1-3A/dm2，时间5-50分钟，温度为室温，铸铝硫酸阳极氧化处理后生成的阳极氧化膜的厚度范围为10-30微米，最佳阳极氧化膜的厚度范围为15-20微米。
所述的铸铝合金的Si含量在7-35wt％。
本发明的优点是：可以显著节约铸铝合金微弧氧化所需要的能源和资源，对推动大型铸铝合金构件微弧氧化技术在航天、航空、汽车、电子和机械等行业中的实际应用，具有重要价值和意义。
具体实施方式
实施方式1
采用恒压法对Si含量为10wt％的铸铝合金进行微弧氧化处理，升压速度为每间隔60秒钟上调10V，并记录此时的电流密度，并对比在不同硫酸溶液里阳极氧化前处理，获得不同厚度的阳极氧化膜后，进行微弧氧化处理时的电流密度，其结果见表1。阳极氧化膜的厚度用涡流测厚仪测量，并在不同的区域测量5次，取其平均值作为阳极氧化膜的厚度。微弧氧化处理所用溶液配方为：Na2SiO3 6g/L，NaAlO2 5g/L，NaOH 1g/L。
实施方式2
采用恒压法对Si含量为20wt％的铸铝合金进行微弧氧化处理，升压速度为每间隔60秒钟上调10V，并记录此时的电流密度，并对比在不同硫酸溶液里阳极氧化前处理，获得不同厚度的阳极氧化膜后，进行微弧氧化处理时的电流密度，其结果见表2。阳极氧化膜的厚度用涡流测厚仪测量，并在不同的区域测量5次，取其平均值作为阳极氧化膜的厚度。微弧氧化处理所用溶液配方为：Na2SiO3 6g/L，(NaPO3)6 5g/L，NaOH 1g/L。
实施方式3
采用恒压法对Si含量为33wt％的铸铝合金进行微弧氧化处理，升压速度为每间隔60秒钟上调10V，并记录此时的电流密度，并对比在不同硫酸溶液里阳极氧化前处理，获得不同厚度的阳极氧化膜后，进行微弧氧化处理时的电流密度，其结果见表3。阳极氧化膜的厚度用涡流测厚仪测量，并在不同的区域测量5次，取其平均值作为阳极氧化膜的厚度。微弧氧化处理所用溶液配方为：Na2SiO3 6g/L，NaAlO2 5g/L，NaOH 1g/L。
表1Si含量为10wt％的铸铝合金前处理工艺及微弧氧化性能。
Figure BSA00000192246600031
Figure BSA00000192246600041
表2Si含量为20wt％的铸铝合金前处理工艺及微弧氧化性能。
Figure BSA00000192246600042
表3Si含量为33wt％的铸铝合金前处理工艺及微弧氧化性能。
Figure BSA00000192246600051

Claims (1)

1.一种铸铝合金微弧氧化前处理的方法，其特征是在铸铝合金微弧氧化处理前，进行铸铝硫酸阳极氧化处理：将铸铝合金试样或铸铝合金构件在160g/L NaOH水溶液中浸洗3分钟后用蒸馏水浸洗1分钟，然后以铸铝试样或铸铝构件表面积1.5-2.0倍的铅板为阴极，以铸铝合金试样或铸铝合金构件为阳极，在硫酸浓度为50-70mL/L的水溶液中进行阳极氧化处理，阳极氧化的电流密度为1-3A/dm2，时间5-50分钟，温度为室温，铸铝硫酸阳极氧化处理后生成的阳极氧化膜的厚度范围为10-30微米，所述的铸铝合金的Si含量在7-35wt％。
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