CN102041538A - 一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝铜合金表面处理领域。所要解决的技术问题是提供一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，能解决将微弧氧化实际应用于铝铜合金的生产制备中的问题。其特征是，采用特制的电解液组合物制备微弧氧化膜层，通过控制电参数、电解液组合物体系和加工时间等工艺参数之间的配比，能有效地改变生成膜层的性能。本发明的优点是，电解液组合物来源丰富、环保，易于配比；制备膜层的工艺过程简单，易于操作和控制，制得的膜层耐腐蚀性优异。
Description
技术领域：
本发明涉及铝铜合金表面处理领域。
背景技术：
铝铜合金具有较高的机械强度，在退火状态下具有良好的塑性、焊接性，热处理效果佳，广泛应用于航空航天、机械制造等领域。但是，铝铜合金耐蚀性较差，容易发生局部腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀疲劳。对铝铜合金进行表面处理是提高其耐蚀性的有效方法，目前主要采用阳极氧化，而铝铜合金的阳极氧化一直是表面处理的难题。当铜含量达到4％时，在氧化过程中CuAl2相溶解较快，常常成为电流聚集的中心，容易使该部位的膜层过热而溶解，致使氧化膜层的缺陷较多，甚至击穿烧毁零件，一定程度上制约了铝铜合金的应用。
微弧氧化是在阳极氧化基础上发展起来的铝合金表面改性技术，它使电化学生成的氧化膜经过微等离子体的高温高压作用发生相和结构的变化，从而使无序结构的氧化膜变成含有一定α-Al2O3相和γ-Al2O3相的氧化膜，氧化膜均匀致密，大大地提高氧化膜的硬度和耐蚀性。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，能解决将微弧氧化实际应用于铝铜合金的生产制备中的问题。
为解决上述技术问题，本发明是提出以下技术方案实现的：
一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，包括将铝铜合金工件表面进行除油、清洗、晾干、氧化、再清洗、再晾干、封孔、测试检测的步骤，其特征在于：所述氧化步骤为微弧氧化，即将待氧化的铝铜合金工件浸泡在电解液组合物中通过电极放电氧化；所述电解液组合物由以下浓度的组分组成：氢氧化钾即KOH浓度为0.5g/L～2.0g/L，铝酸钠即NaAlO2浓度为0～4.0g/L，硅酸钠即Na2SiO3浓度为0～6.0g/L，六聚偏磷酸钠即(NaPO4)6浓度为0～1.0g/L，四硼酸钠即Na2B4O7·10H2O浓度为0～1.0g/L。
所述电极的电源电压在550V～700V，正、负向脉冲宽度分别可选为2000μs或5000μs或9000μs，每次所选的正、负向脉冲宽度相同，加工脉间为200μs，电流密度5A/dm2～30A/dm2，处理时间45min～100min，处理温度≤35℃。
对变形铝合金进行处理时，所述电解液组合物中的氢氧化钾即KOH浓度最好为0.5g/L～1.5g/L。
对铸造铝合金进行处理时，所述电解液组合物中的氢氧化钾即KOH浓度最好为1.5g/L～2.0g/L。
本发明带来以下有益效果：
本发明的优点是，电解液组合物来源丰富、环保，易于配比；制备膜层的工艺过程简单，易于操作和控制，制得的膜层耐腐蚀性优异。
本发明通过控制电参数、电解液组合物体系和加工时间等工艺参数之间的配比，能有效地改变生成膜层的性能，获得的膜层厚度可在15～150μm之间选择，硬度可在300HV～1200HV之间选择，按照国家标准GB/T 10125-1997(eqv ISO 9227：1990)要求的实验标准进行实验，采用连续喷雾，盐雾实验周期为96小时后，耐腐蚀性可达9级以上(含9级)。
附图说明：
图1：为本发明制备膜层的工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：
实施例中采用的样件尺寸为Φ30×5mm圆片。
实施例1
本实施例中，试验材料选用铸造铝铜合金ZL201，按照工艺流程图1制备微弧氧化膜层，电解液组合物的组成、工艺参数及膜层性能如表1所示：
表1.电解液组合物的组成、工艺参数及膜层性能综合表
注：1、表1中所采用的电源电压均为550V～700V。
2、试验温度均在不大于35℃的条件下进行。
3、膜层的耐腐蚀能力是根据中华人民共和国国家标准GB/T 10125-1997(eqv ISO 9227：1990)要求的实验标准进行实验，采用连续喷雾，盐雾实验周期为96小时后，根据中华人民共和国国家标准GB6461-86执行的评定后的级别。
4、硬度采用小载荷维氏硬度计测量，其中膜层厚度小于30μm时，测试维氏硬度不能真实反映膜层的硬度，因此未给出硬度值。
实施例2
本实施例中，试验材料选用变形铝铜合金2A14，按照工艺流程图1制备微弧氧化膜层，电解液组合物的组成、工艺参数及膜层性能如表2所示：
表2.电解液组合物的组成、工艺参数及膜层性能综合表
注：1、表2中所采用的电源电压均为550V～700V。
2、试验温度均在不大于35℃的条件下进行。
3、膜层的耐腐蚀能力是根据中华人民共和国国家标准GB/T 10125-1997(eqv ISO 9227：1990)要求的实验标准进行实验，采用连续喷雾，盐雾实验周期为96小时后，根据中华人民共和国国家标准GB6461-86执行的评定后的级别。
4、硬度采用小载荷维氏硬度计测量，其中膜层厚度小于30μm时，测试维氏硬度不能真实反映膜层的硬度，因此未给出硬度值。
Claims (4)
1.一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，包括将铝铜合金工件表面进行除油、清洗、晾干、氧化、再清洗、再晾干、封孔、测试检测的步骤，其特征在于：
所述氧化步骤为微弧氧化，即将待氧化的铝铜合金工件浸泡在电解液组合物中通过电极放电氧化；
所述电解液组合物由以下浓度的组分组成：氢氧化钾即KOH浓度为0.5g/L～2.0g/L，铝酸钠即NaAlO2浓度为0～4.0g/L，硅酸钠即Na2SiO3浓度为0～6.0g/L，六聚偏磷酸钠即(NaPO4)6浓度为0～1.0g/L，四硼酸钠即Na2B4O7·10H2O浓度为0～1.0g/L。
2.按照权利要求1所述的一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，其特征在于：
所述电极的电源电压为550V～700V，正、负向脉冲宽度分别可选为2000μs或5000μs或9000μs，每次所选的正、负向脉冲宽度相同，加工脉间为200μs，电流密度为5A/dm2～30A/dm2，处理时间45min～100min，处理温度≤35℃。
3.按照权利要求1或2所述的一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，其特征在于：对变形铝合金进行处理时，所述电解液组合物中的氢氧化钾即KOH浓度最好为0.5g/L～1.5g/L。
4.按照权利要求1或2所述的一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法，其特征在于：对铸造铝合金进行处理时，所述电解液组合物中的氢氧化钾即KOH浓度最好为1.5g/L～2.0g/L。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110504 |