CN107523851A - 一种空心圆柱铝合金氧化电解系统 - Google Patents

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邸静海
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Abstract

本发明公开了一种空心圆柱铝合金氧化电解系统，应用在金属氧化电解领域。包括电解槽、电解液和一对阴极，还包括一个贯穿插入空心圆柱铝合金工件中空部分的辅助阴极、固定阴极和辅助阴极的夹具I，固定空心圆柱铝合金工件的夹具II，夹具I和夹具II外表面有绝缘树脂涂层。主要用以解决现有阳极氧化技术中，在给空心圆柱铝合金电解氧化时，圆柱内表面成膜的速率比圆柱外表面成膜的速率要慢，电解后内表面的氧化膜厚度较外表面的要薄，柱体内外表面膜厚不均匀，空心圆柱铝合金氧化膜成型质量不佳的问题。本发明通过设置辅助阴极，并选择合适的工艺参数，能有效解决了上述问题，其具有很好的应用前景。

Description

一种空心圆柱铝合金氧化电解系统
技术领域
本发明属于金属氧化电解领域，具体涉及一种空心圆柱铝合金氧化电解系统。
背景技术
为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。
现有技术中，在给空心圆柱铝合金电解氧化时，采用常规的方法，圆柱内部的内表面成膜的速率比圆柱外表面成膜的速率要慢，电解后内表面的氧化膜厚度较外表面的要薄，因此造成柱体内外表面膜厚不均匀的现象，影响空心圆柱铝合金氧化膜的成型质量。
因此，有必要研究出一种空心圆柱铝合金氧化电解系统，提供一种新的电解方法，使得空心圆柱铝合金型材内外表面生成膜的速率是一致的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空心圆柱铝合金氧化电解系统，保证空心圆柱铝合金型材内外表面生成膜的速率一致，提高空心圆柱铝合金氧化膜的成型质量。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种空心圆柱铝合金氧化电解系统，包括电解槽、电解液和一对阴极，还包括一个贯穿插入空心圆柱铝合金工件中空部分的辅助阴极、固定阴极和辅助阴极的夹具I，以及固定空心圆柱铝合金工件的夹具II，除夹具II与空心圆柱铝合金工件接触的部分外，夹具I和夹具II外表面均覆有绝缘树脂涂层。
优选的，所述夹具I包括两个结构相同且对称设置的夹爪，所述夹爪一端为与阴极或辅助阴极匹配的半圆弧形结构，另一端为与电解槽内壁连接设置的平直结构；所述平直结构间设有处于压紧状态的弹簧和调节装置。
优选的，所述调节装置包括贯穿平直结构的螺栓和与其配合的螺母。
优选的，所述夹具II包括两个S型对称设置的卡杆和阳极传导座，所述的两个卡杆一端与阳极传导座连接，另一端配合呈开口形式，且开口由内至外逐渐增大。
优选的，所述电解液为有机酸或无机酸的水溶液；当电解液为有机酸时，其由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、马来酸、衣康酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种构成，且整体酸浓度含量为20～60g/L；当电解液为无机酸时，其由硫酸、磷酸、铬酸中的至少一种构成，且整体游离成分浓度为160～200g/L。
优选的，所述夹具I和夹具II由钛或碳中的至少一种元素构成的材料制成，且元素成分质量百分比整体不低于90％。
优选的，所述阴极和辅助阴极由碳、钛、铝、铅、钨中的至少一种元素构成的材料制成，且元素成分质量百分比整体不低于95％。
优选的，所述阴极和辅助阴极由不锈钢材料制成。
本发明的有益效果在于：
1、相对传统阳极氧化方法，本发明能使空心圆柱铝合金工件内外表面成膜速度一致，工件的氧化效率更高。
2、本发明固定阴极和辅助阴极的夹具I具有压紧状态的弹簧和调节装置，可在一定范围内适应不同直径的阴极或辅助阴极。
3、本发明固定空心圆柱铝合金工件的夹具II的结构形状设计，即可方便工件的卡入，又可保证工件卡入后的夹紧固定。
4、本发明的夹具I和夹具II由钛或碳中的至少一种元素构成的材料制成，且表面均覆有绝缘树脂涂层，在保证耐用性的同时，也保证了优良的导电性。
5、本发明的阴极和辅助阴极由由碳、钛、铝、铅、钨中的至少一种元素构成的材料制成，或不锈钢材质制成，可提高本系统结构的使用寿命。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明空心圆柱铝合金氧化电解系统剖视图；
图2为图1中标识为5的俯视结构示意图；
图3为图1中标识为6的俯视结构示意图；
图4为空心圆柱铝合金工件结构示意图。
附图中标记如下：电解槽1、电解液2、阴极3、辅助阴极4、夹具I5、夹爪51、弹簧52、调节装置53、夹具II6、卡杆61、阳极传导座62、空心圆柱铝合金工件7。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1，一种空心圆柱铝合金氧化电解系统，包括电解槽1、电解液2和一对阴极3，还包括一个贯穿插入空心圆柱铝合金工件7中空部分的辅助阴极4、固定阴极和辅助阴极的夹具I5，以及固定空心圆柱铝合金工件7的夹具II6，除夹具II6与空心圆柱铝合金工件7接触的部分外，夹具I5和夹具II6外表面均覆有绝缘树脂涂层。
如图2，进一步的，本实施例采用的夹具I5包括两个结构相同且对称设置的夹爪51，所述夹爪51一端为与阴极3或辅助阴极4匹配的半圆弧形结构，另一端为与电解槽内壁连接设置的平直结构；所述平直结构间设有处于压紧状态的弹簧52和调节装置53。
进一步的，本实施例采用的调节装置53包括贯穿平直结构的螺栓和与其配合的螺母。
如图3，进一步的，本实施例采用的夹具II6包括两个S型对称设置的卡杆61和阳极传导座62，所述的两个卡杆61一端与阳极传导座62连接，另一端配合呈开口形式，且开口由内至外逐渐增大。
进行阳极氧化电解时，先将阴极3和辅助阴极4的一端与电源的负极连接，夹具II6的阳极传导座62与电源的正极连接，然后将阴极3、空心圆柱铝合金工件7分别固定在夹具I5和夹具II6上，同时将辅助阴极4通过对应的夹具I5插入空心圆柱铝合金工件中空部分，随后向电解槽1内加入电解液2，至电解液的容量可没过空心圆柱铝合金工件但不没过阴极为止。最后接通电源开关，进行氧化电解。
进一步的，本实施例采用的电解液2为有机酸或无机酸的水溶液；当电解液为有机酸时，其由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、马来酸、衣康酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种构成，且整体酸浓度含量为20～60g/L；当电解液为无机酸时，其由硫酸、磷酸、铬酸中的至少一种构成，且整体游离成分浓度为160～200g/L。
进一步的，本实施例采用的夹具I5和夹具II6由钛或碳中的至少一种元素构成的材料制成，且元素成分质量百分比整体不低于90％。
进一步的，本实施例采用的阴极3和辅助阴极4由碳、钛、铝、铅、钨中的至少一种元素构成的材料制成，且元素成分质量百分比整体不低于95％。
进一步的，本实施例采用的阴极3和辅助阴极4由不锈钢材料制成。
如图4，进一步的，本实施例采用的空心圆柱铝合金工件7的轴向长度L与内径D的比率L/D为10≤L/D≤30，L＜120mm，D＞3mm。
进一步的，本实施例采用的电解电流密度为50A/dm2～15050A/dm2。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种空心圆柱铝合金氧化电解系统，包括电解槽、电解液和一对阴极，其特征在于：还包括一个贯穿插入空心圆柱铝合金工件中空部分的辅助阴极、固定阴极和辅助阴极的夹具I，以及固定空心圆柱铝合金工件的夹具II，所述夹具I和夹具II外表面均覆有绝缘树脂涂层。
2.根据权利要求1所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述夹具I包括两个结构相同且对称设置的夹爪，所述夹爪一端为与阴极或辅助阴极匹配的半圆弧形结构，另一端为与电解槽内壁连接设置的平直结构；所述平直结构间设有处于压紧状态的弹簧和调节装置。
3.根据权利要求2所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述调节装置包括贯穿平直结构的螺栓和与其配合的螺母。
4.根据权利要求1所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述夹具II包括两个S型对称设置的卡杆和阳极传导座，所述的两个卡杆一端与阳极传导座连接，另一端配合呈开口形式，且开口由内至外逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述电解液为有机酸或无机酸的水溶液；当电解液为有机酸时，其由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、马来酸、衣康酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种构成，且整体酸浓度含量为20～60g/L；当电解液为无机酸时，其由硫酸、磷酸、铬酸中的至少一种构成，且整体游离成分浓度为160～200g/L。
6.根据权利要求1所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述夹具I和夹具II由钛或碳中的至少一种元素构成的材料制成，且元素成分质量百分比整体不低于90％。
7.根据权利要求1所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述阴极和辅助阴极由碳、钛、铝、铅、钨中的至少一种元素构成的材料制成，且元素成分质量百分比整体不低于95％。
8.根据权利要求1所述的空心圆柱铝合金氧化电解系统，其特征在于：所述阴极和辅助阴极由不锈钢材料制成。
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