CN112111769B - 中介机匣局部硬质阳极化的保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及表面处理技术领域，具体涉及中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，依次包括如下步骤：镀前检查、准备夹具、装挂与绝缘、有机溶剂擦拭除油、硬质阳极化、去除绝缘物、中间检验、绝缘保护、除油腐蚀、光泽处理、硫酸阳极化、除绝缘物、填充；该方法避免了使用硫酸阳极化面做为绝缘保护面时被击穿的问题，简单有效，具有绝缘保护耗时较其他绝缘方式短，容易拆卸等特点。

Description

中介机匣局部硬质阳极化的保护方法

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，具体涉及中介机匣局部硬质阳极化的保护方法。

背景技术

航空发动机中的中介机匣，该零件为重要件，结构复杂、加工难度大、周期长、价值高，零件报废严重影响生产交付。为铸造铝合金，要求对φ48.53的孔进行局部硬质阳极化，其余表面硫酸阳极化；传统方法先进行硫酸阳极化后再对孔进行局部硬质阳极化，由于硬质阳极化时电压较高，边沿处电流集中，易造成硫酸阳极化膜层被击穿，致使硫酸阳极化表面有硬质阳极化膜层，不符合设计图纸要求。该零件机加表面粗糙度要求高，返修会造成表面粗糙度达不到要求，造成零件报废。

中介机匣零件材料为ZL101A，内孔M面进行硬质阳极化，厚度(20～50)μm，硬质阳极化膜层的硬度应≥250HV，与其相邻表面允许有硬质阳极化膜层，其余面进行硫酸阳极化。零件示意图见图3，该零件结构复杂，有大量的孔和内部空腔，既有机加表面，又有非机加表面，M孔硬质阳极化是为了提高材料的耐磨性，其余表面硫酸阳极化是为了防腐和作为漆层的底层。为了一个零件实现两种膜层，也有人提出先用橡胶塞保护M面，其余表面硫酸阳极化，然后利用阳极化膜层填充后具有绝缘性的特点，以硫酸阳极化面做绝缘保护面，填充后进行M面硬质阳极化，其大致工艺流程为：镀前检查→准备夹具→装挂与绝缘→除油腐蚀→光泽→硫酸阳极化→填充→硬质阳极化→填充→检验。由于硬质阳极化时电压较高，在边缘及尖端处容易电流集中，使得零件局部过热，导致边缘及尖端的硫酸阳极化面被击穿而被硬质阳极氧化，表征是硫酸阳极化膜层发黑，无法达到特有金黄色的要求；且硬质阳极化膜层返工会影响零件精加工表面的粗糙度，导致零件报废。

并且，本领域技术人员也知道铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用，在铝制品上形成一层氧化膜的过程称为阳极化。在阳极同时发生阳极化膜层的形成及溶解，其反应过程如下：

阳极：2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e

Al₂O₃+6H⁺→2Al³⁺+3H₂O

阴极：3H₂O+6e→3H₂+6OH^-

硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化工艺，氧化膜最大厚度可达250μm，膜层硬度高，因膜层有孔隙，可吸附各种润滑剂，增加了减磨能力；硫酸硬质阳极化是铝在硫酸溶液中通过电流，带负电的阴离子迁移到阳极表面失去电子放电，金属铝失去电子变为三氧化二铝的过程，它具有以下几个特点：①为了保证膜层厚度，阳极氧化处理时间比较长，一般在1h左右，膜层厚越厚，同等电流密度下，阳极处理时间越长。②阳极化过程中存在电解成膜及化学溶解的过程，同时为了降低溶解速率，增加膜层厚度，硫酸硬质阳极化大都采用有较低的温度，一般在0℃以下。③当氧化膜厚度超过一定值后，铝阳极的过热现象突出，从而加速了氧化膜的化学溶解，当膜的溶解速度与成膜速度相等时，即达到了新的平衡，阻止了阳极氧化膜层的继续增长。当氧化膜厚度超过一定值后，铝阳极的过热现象突出，容易出现尖端放电、局部烧蚀的情况。④硬质阳极化膜层随着厚度的增加会增加尺寸，一般要通过研磨的方式保证零件的最终尺寸。⑤阳极化膜层的厚度是由多孔型阳极化膜总厚度加上阻挡层的膜层厚度，一般来说阻挡层的厚度相对多孔层小很多，一般可以忽略不计。因此存在质量较低、时间较长，温度条件要求较为苛刻等缺陷。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，采用了一种新型的保护方法，保护非硬质阳极化面，先进行孔的硬质阳极化，后进行其余表面的硫酸阳极化；该方法操作简单有效，产品合格率大大提高。

具体是通过以下技术方案来实现的：

本发明所提供中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，依次包括如下步骤：镀前检查、准备夹具、装挂与绝缘、有机溶剂擦拭除油、硬质阳极化、去除绝缘物、中间检验、绝缘保护、除油腐蚀、光泽处理、硫酸阳极化、除绝缘物、填充。

所述保护方法，具体步骤为：

1)零件整体按航标要求除油腐蚀、光泽后，零件吹干,用聚氯乙烯胶带将上下安装边包裹起来；

2)使用耐高温密封胶涂抹在与内孔M面相连的W端面处，用铅胶带将内孔M面与零件内腔A面相连的通孔封住；

3)将零件从正上方装入聚氯乙烯厚塑料袋中，使零件的上安装边与塑料袋口在同一边，且零件摆放在塑料袋的正中央；

4)用夹具压紧塑料袋及密封胶，使需硬质阳极化的M面全部露出，再沿W面划掉塑料布使孔M面全部露出；

5)将塑料袋口绑扎在夹具挂钩上，留出注水口，以便硬质阳极化时注水；

6)对M面进行有机溶剂擦拭除油，除油后注水，使零件下沉入槽液中，且塑料袋内水位要比槽液面高，使得塑料袋内压强大于槽液压强，防止槽液渗入袋中；

7)硬质阳极化结束后，拆卸绝缘物，吹干送检；

8)待试样合格后，M面涂耐高温密封胶，然后进行硫酸阳极化，再填充。

所述聚氯乙烯厚塑料袋厚度为0.2mm。

所述有机溶剂为酒精或丙酮。

所述高温密封胶为SX-150保护胶。

所述填充采用重铬酸盐。

进一步的,所述夹具包括用于封盖零件w端面的压板以及将零件装挂在导电杆上的挂钩，挂钩上端为紫铜，用于导电，下端为铝合金，带螺纹，与零件上的螺纹孔相配，用于零件装挂.所述底部压板形状如图1所示，两槽位置处用于用铝丝将压板与零件固定，捆绑零件和聚氯乙烯塑料布。

所述夹具材料为8mm厚的碳钢或不锈钢板外涂防腐环氧漆。

所述压板反面中间的大孔采用阶梯形板，阶梯形板将W面嵌固于其中。

所述挂钩上设有螺纹，螺纹处端面为锥形面，以防止在硫酸阳极化时在螺纹孔周围产生夹具印，如图2所示。

所述挂钩材料为紫铜和铝合金材料铆接。

所述装挂是将挂钩下端的螺纹拧入零件上的螺纹孔中，对称两处，实现零件的装挂和阳极化时的导电；并且，将夹具拧进螺纹孔前，用水砂纸打磨夹具上的螺纹并水洗，防止有螺纹孔中有铝屑造成粘接，且注意力度，保证接触良好。

进一步的，所述绝缘是利用夹具保护M孔相邻端面，用0.2mm厚的聚氯乙烯塑料袋保护待硫酸阳极化面。

有益效果：

该工艺路线避免了使用硫酸阳极化面做为绝缘保护面时被击穿的问题，简单有效，具有绝缘保护耗时较其他绝缘方式短，容易拆卸等特点，具体优点有：

①采用压板配合0.2mm的聚氯乙烯塑料布保护非硬质阳极化表面，成本低廉、操作简单、效果良好。

②解决了复杂结构铸造铝合金零件同时要求硬质阳极化和硫酸阳极化的工艺难题，加工后两种阳极化膜层质量均符合标准要求。

③采取先进行硬质阳极化，后进行硫酸阳极化的方式，解决了原工艺路线硬质阳极化时击穿硫酸阳极化膜层的问题。

④共加工了多批次的中介机匣，全部一次加工合格且合格率达100％，产品质量得到有效的保障，操作简单、保护方便，大大提高了生产效率。

附图说明

图1：用于夹具压板示意图；

图2：用于夹具挂钩示意图；

图3：中介机匣示意图。

其中，1-螺纹孔，2-螺纹孔，3-下安装边，4-上安装边。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

本实施例提供的中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，依次包括如下步骤：镀前检查、准备夹具、装挂与绝缘、有机溶剂擦拭除油、硬质阳极化、去除绝缘物、中间检验、绝缘保护、除油腐蚀、光泽处理、硫酸阳极化、除绝缘物、填充、检验；

所述保护方法，具体操作如下：

1)零件整体按航标要求除油腐蚀、光泽后，零件吹干,用聚氯乙烯胶带将上下安装边包裹起来，防止割破用于绝缘保护的聚氯乙烯厚塑料布，所述聚氯乙烯厚塑料布厚度为0.2mm；

2)使用耐高温密封胶涂抹在与内孔M面相连的W端面处，用铅胶带将内孔M面与零件内腔A面相连的通孔封住；

3)将零件从正上方装入聚氯乙烯厚塑料袋中，使零件的上安装边与塑料袋口在同一边，且零件摆放在塑料袋的正中央；

4)用夹具压紧塑料袋及密封胶，再用铝丝捆绑，使M面全部露出，再沿W面划出孔使M面全部露出；

5)用聚氯乙烯胶带或铝丝将厚塑料袋口绑扎在夹具挂钩上，留出注水口，以便硬质阳极化时注水；

6)用脱脂棉蘸酒精或丙酮对M面进行擦拭除油，除油后注，使零件下沉入槽液中，且塑料袋内水位要比槽液面高，使得塑料袋内压强大于槽液压强，防止槽液渗入袋中；

7)硬质阳极化结束后，拆卸绝缘物，吹干送检；

8)待试样合格后，涂SX-150保护胶保护M面，然后进行硫酸阳极化，再用重铬酸盐填充。

实施例2

一种用于中介机匣局部硬质阳极化的夹具，包括用于封盖零件w端面的压板以及将零件装挂在导电杆上的挂钩，挂钩上端为紫铜，用于导电，下端为铝合金，带螺纹，与零件上的螺纹孔相配，用于零件装挂；

所述底部压板的形状如图1所示，两槽位置处用于将压板与零件固定，捆绑零件和聚氯乙烯塑料布；

所述夹具材料为8mm厚的碳钢或不锈钢板外涂防腐环氧漆；

所述压板反面中间的大孔采用阶梯形板，阶梯形板将W面嵌固于其中。

所述导电挂钩如图2所示；

所述挂钩下端设有螺纹，螺纹处端面为锥形面，以防止在硫酸阳极化时在螺纹孔周围产生夹具印。

实施例3

本实施例提供的中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，依次包括如下步骤：镀前检查、准备夹具、装挂与绝缘、有机溶剂擦拭除油、硬质阳极化、去除绝缘物、中间检验、绝缘保护、除油腐蚀、光泽处理、硫酸阳极化、除绝缘物、填充、检验；关键点在于，所述装挂是将夹具拧入零件上的螺纹孔中，对称两处，实现零件的装挂和阳极化时的导电；并且，将夹具拧进螺纹孔前，用水砂纸打磨夹具上的螺纹并水洗，防止有螺纹孔中有铝屑造成粘接，且注意力度，保证接触良好；所述绝缘用夹具保护M孔相邻端面，用0.2mm厚的聚氯乙烯塑料布保护待硫酸阳极化面。

Claims (9)

1.中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，依次包括如下步骤：镀前检查、准备夹具、装挂与绝缘、有机溶剂擦拭除油、硬质阳极化、去除绝缘物、中间检验、绝缘保护、除油腐蚀、光泽处理、硫酸阳极化、除绝缘物、填充、检验；

具体步骤为：

1)零件整体按航标要求除油腐蚀、光泽后，零件吹干,用聚氯乙烯胶带将上下安装边包裹起来；

2)使用耐高温密封胶涂抹在与内孔M面相连的W端面处，用铅胶带将中介机匣M面与内腔A面的通孔封住；

3)将零件从正上方装入聚氯乙烯厚塑料袋中，使零件的上安装边与塑料袋口在同一边，且零件摆放在塑料袋的正中央；

4)用夹具压紧塑料袋及密封胶，使M面全部露出，再沿W面划出孔使M面全部露出；

5)将塑料袋口绑扎在夹具挂钩上，留出注水口，以便硬质阳极化时注水；

6)对M面进行有机溶剂擦拭除油，除油后注水，使零件下沉入槽液中，且塑料袋内水位要比槽液面高，使得塑料袋内压强大于槽液压强，防止槽液渗入袋中；

7)硬质阳极化结束后，拆卸绝缘物，吹干送检；

8)待试样合格后，M面涂耐高温密封胶，然后进行硫酸阳极化，再填充。

2.如权利要求1所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述聚氯乙烯厚塑料袋厚度为0.2mm。

3.如权利要求1所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述有机溶剂为酒精或丙酮。

4.如权利要求1所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述耐高温密封胶为SX-150保护胶。

5.如权利要求1所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述填充采用重铬酸盐。

6.如权利要求1所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述夹具包括用于封盖零件w端面的压板以及将零件装挂在导电杆上的挂钩，挂钩上端为紫铜，用于导电，下端为铝合金，带螺纹，与零件上的螺纹孔相配，用于零件装挂。

7.如权利要求6所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述压板夹具材料为8mm厚的碳钢或不锈钢板外涂防腐环氧漆，挂钩材料为紫铜和铝合金材料铆接。

8.如权利要求6所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述压板反面中间的大孔采用阶梯形板，阶梯形板将W面嵌固于其中。

9.如权利要求6所述中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，其特征在于，所述挂钩末端上设有螺纹，螺纹处端面为锥形面。

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