CN115572964A - 一种铝合金腔体导电氧化处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金腔体导电氧化处理方法，包括超声波酒精清洗、冲洗、热风吹干、抽真空、碱洗、冲洗、热风吹干、酸洗、冲洗、热风吹干、导电氧化处理、冲洗、热风吹干、烘干的步骤。本发明具有冲洗彻底、清洗效果好、导电氧化液接触充分、镀涂均匀的优点。

Description

一种铝合金腔体导电氧化处理方法
技术领域
本发明涉及铝合金处理技术领域，更具体涉及一种铝合金腔体导电氧化处理方法。
背景技术
铝合金以优越的性能成为了目前工业中广泛运用的轻金属之一，除防锈铝以外，其它铝合金抗蚀性较差，需要做表面处理。常见的处理方式有阳极氧化、涂装、化学氧化等。在机械仪表和电子工业中，特别是军用电子设备的铝合金零件，除了常要求表面具备一定的耐蚀性外，还要求具有导电性，因此，导电氧化工艺应运而生。
导电氧化工艺具有工艺简捷、效率高、污染小、膜层特性均衡等特点，可以弥补上述工艺的不足，在军工弹箭智能装备、民用３Ｃ产品、集成电路中的外壳箱体等领域具有广泛的应用。
但是通常情况下，铝及铝合金在空气中极不稳定，易生成用肉眼也难以识别的氧化膜。由于铝件加工工艺是铸造成型或是由延压板材直接剪切而成或是机械精细加工成型或是经不同工艺成型后，又经热处理或焊接等步骤。经上述不同的加工工艺，工件表面会留下不同状态、不同程度的污物或痕迹，影响导电氧化的效果，所以在导电氧化前对铝合金表面进行前处理十分必要，对于常规铝合金工件通常采用化学除油（即碱蚀处理）；其目的是进一步除掉铝材表面污物，除去脱脂以后残存于铝材表面的自然氧化膜，基体溶解后的残留物以及渗入基体表面层的油脂等污物。因此碱蚀工序对获得优质的化学氧化膜起决定性作用，直接影响铝材的外观质量。
在航空航天等领域的铝合金型材，截面尺寸大且形状复杂、壁厚变化大、外形尺寸精度和力学性能要求高，还有很多结构复杂、多腔体空心型材，导致常用清洗液在型腔内的流变行为难以推测，部分位置难以清洗，对清洗之后的导电氧化产生不良影响。
因导电氧化清洗不彻底造成的不良后果表现如下：
1）工件碱洗后冲洗不彻底，导致导电氧化后制件存在孔眼。
2）碱洗表面未清除干净，碱洗后酸洗不彻底，导致工件部分面不易生产氧化膜。
3）碱洗、酸洗后，清水冲洗不彻底，残留溶液外流，导致制件的盲孔及周围出现深黄色斑点。
4）导电氧化溶液进入腔体后，部分位置未充分接触，导致存在色差，制件颜色不一致。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种铝合金腔体导电氧化处理方法，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种铝合金腔体导电氧化处理方法，具体包括以下步骤：
S1、采用超声波酒精清洗铝合金腔体；
S2、于超声波清洗仪中冲洗铝合金腔体；
S3、用热风吹干表面及腔体内部；
S4、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵；
S5、将铝合金腔体放于碱液浓度4%-8%的碱池中、取下铝合金腔体的封堵，碱洗1.5min-2.5min；
S6、碱洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体；
S7、采用热风吹干表面及腔体内部；
S8、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵；
S9、将铝合金腔体放于酸液浓度20%-30%的酸池中、取下铝合金腔体的封堵，酸洗2.5min-3.5min；
S10、酸洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体；
S11、采用热风吹干表面及腔体内部；
S12、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵；
S13、将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，取下封堵，进行导电氧化处理；
S14、导电氧化完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体；
S15、用热风吹干表面及腔体内部；
S16、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度100℃-150℃，烘干时间120min-150min。
进一步优化技术方案，所述步骤S1中超声波频率为30KHz-40KHz，清洗时间为10min-15min。
进一步优化技术方案，所述步骤S2、S6、S10、S14中的冲洗步骤为：于超声波设备中设置超声波频率30KHz-40KHz，先采用50℃-60℃热水冲洗腔体10min-15min，之后采用5℃-15℃冷水冲洗腔体10min-15min。
进一步优化技术方案，所述步骤S13的化学导电氧化池中导电氧化溶液包括铬酐5.5-6g/L、氟化钠0.6-1g/L、铁氰化钾0.3-0.6g/L，PH值为1.5-2。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明提供的一种铝合金腔体导电氧化处理方法，冲洗时设置了超声波环境，加速了气体溢出和残留酸、碱的溶解；酸洗、碱洗时，对腔体抽真空，使酸、碱液能快速充满腔体，保证内腔与酸碱液充分接触，保证腔体内氧化膜被清洗干净；化学导电氧化处理前，对腔体抽真空，保证了导电氧化溶液能充满腔体，提高了表面镀涂的均匀性。本发明具有冲洗彻底、清洗效果好、导电氧化液接触充分、镀涂均匀的优点。
附图说明
图1为本发明的实施例所用铝合金的结构示意图。
具体实施方式
一种铝合金腔体导电氧化处理方法，具体包括以下步骤：
S1、采用超声波酒精清洗铝合金腔体，超声波频率为30KHz-40KHz，清洗时间为10min-15min。
S2、于超声波清洗仪中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz-40KHz，先采用50℃-60℃热水冲洗腔体10min-15min，之后采用5℃-15℃冷水冲洗腔体10min-15min。
S3、冲洗完毕后，用热风吹干表面及腔体内部。
S4、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵。
S5、将铝合金腔体放于碱液浓度4%-8%的碱池中、取下铝合金腔体的封堵，碱洗1.5min-2.5min。
S6、碱洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz-40KHz，先采用50℃-60℃热水冲洗腔体10min-15min，之后采用5℃-15℃冷水冲洗腔体10min-15min。
S7、采用热风吹干表面及腔体内部。
S8、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵。
S9、将铝合金腔体放于酸液浓度20%-30%的酸池中、取下铝合金腔体的封堵，酸洗2.5min-3.5min。
S10、酸洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz-40KHz，先采用50℃-60℃热水冲洗腔体10min-15min，之后采用5℃-15℃冷水冲洗腔体10min-15min。
S11、采用热风吹干表面及腔体内部。
S12、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵。
S13、将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，取下封堵，进行导电氧化处理。化学导电氧化池中导电氧化溶液包括铬酐 5.5-6g/L、氟化钠0.6-1g/L、铁氰化钾0.3-0.6g/L，PH值为1.5-2。
S14、导电氧化完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz-40KHz，先采用50℃-60℃热水冲洗腔体10min-15min，之后采用5℃-15℃冷水冲洗腔体10min-15min。
S15、用热风吹干表面及腔体内部。
S16、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度100℃-150℃，烘干时间120min-150min。
本发明中的超声波清洗技术是利用空化效应，使在液体能浸入且对产生空化的地方可以有清洗作用，对复杂形状的铝合金腔体进行清洗；比如，空腔、窄缝、深孔、细孔等。
本发明中的抽真空方法是将腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，将进出液口进行封堵，之后对腔体进行对应清洗及导电氧化，打开封堵后使相应液体充满腔体，与内部充分接触，将腔体内的氧化膜清洗干净。
下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
实施例1：
S1、采用超声波酒精清洗加工好的6061铝合金腔体，设置超声波频率为40KHz，清洗时间为10min，去除铝合金腔体表面的油污。
S2、于超声波清洗仪中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率40KHz，先采用55℃热水冲洗腔体10min，之后采用10℃冷水冲洗腔体10min。
S3、冲洗完毕后，用热风吹干表面及腔体内部。
S4、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S5、将铝合金腔体放于碱液浓度4%的碱池中、取下铝合金腔体的封堵，碱洗1.5min。
S6、碱洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率40KHz，先采用55℃热水冲洗腔体10min，之后采用10℃冷水冲洗腔体10min。
S7、采用热风吹干表面及腔体内部。
S8、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S9、将铝合金腔体放于酸液浓度20%的酸池中、取下铝合金腔体的封堵，酸洗2.5min。
S10、酸洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率40KHz，先采用55℃热水冲洗腔体10min，之后采用10℃冷水冲洗腔体10min。
S11、采用热风吹干表面及腔体内部。
S12、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S13、将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，导电氧化溶液中：铬酐5.5g/L、氟化钠1.0g/L、铁氰化钾0.6g/L，PH值1.82。取下封堵，进行导电氧化处理。
S14、导电氧化完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率40KHz，先采用55℃热水冲洗腔体10min，之后采用10℃冷水冲洗腔体10min。
S15、用热风吹干表面及腔体内部。
S16、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度100℃，烘干时间120min。
实施例2：
S1、采用超声波酒精清洗加工好的6061铝合金腔体，设置超声波频率为30KHz，清洗时间为12min，去除铝合金腔体表面的油污。
S2、于超声波清洗仪中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz，先采用50℃热水冲洗腔体12min，之后采用5℃冷水冲洗腔体13min。
S3、冲洗完毕后，用热风吹干表面及腔体内部。
S4、吹干后，对腔体内部抽真空至8Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S5、将铝合金腔体放于碱液浓度8%的碱池中、取下铝合金腔体的封堵，碱洗2.5min。
S6、碱洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz，先采用50℃热水冲洗腔体12min，之后采用5℃冷水冲洗腔体13min。
S7、采用热风吹干表面及腔体内部。
S8、吹干后，对腔体内部抽真空至8Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S9、将铝合金腔体放于酸液浓度30%的酸池中、取下铝合金腔体的封堵，酸洗3.5min。
S10、酸洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz，先采用50℃热水冲洗腔体12min，之后采用5℃冷水冲洗腔体13min。
S11、采用热风吹干表面及腔体内部。
S12、吹干后，对腔体内部抽真空至8Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S13、将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，导电氧化溶液中：铬酐6.0g/L、氟化钠0.6g/L、铁氰化钾0.3g/L，PH值1.5。取下封堵，进行导电氧化处理。
S14、导电氧化完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率30KHz，先采用50℃热水冲洗腔体12min，之后采用5℃冷水冲洗腔体13min。
S15、用热风吹干表面及腔体内部。
S16、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度150℃，烘干时间150min。
实施例3：
S1、采用超声波酒精清洗加工好的5083铝合金腔体，设置超声波频率为35KHz，清洗时间为15min，去除铝合金腔体表面的油污。
S2、于超声波清洗仪中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率35KHz，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S3、冲洗完毕后，用热风吹干表面及腔体内部。
S4、吹干后，对腔体内部抽真空至9Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S5、将铝合金腔体放于碱液浓度6%的碱池中、取下铝合金腔体的封堵，碱洗2.1min。
S6、碱洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率35KHz，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S7、采用热风吹干表面及腔体内部。
S8、吹干后，对腔体内部抽真空至9Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S9、将铝合金腔体放于酸液浓度25%的酸池中、取下铝合金腔体的封堵，酸洗3.1min。
S10、酸洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率35KHz，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S11、采用热风吹干表面及腔体内部。
S12、吹干后，对腔体内部抽真空至9Pa，对腔体的进/出孔进行封堵。
S13、将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，导电氧化溶液中：铬酐5.8g/L、氟化钠0.8g/L、铁氰化钾0.4g/L，PH值2.0。取下封堵，进行导电氧化处理。
S14、导电氧化完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体，设置超声波频率35KHz，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S15、用热风吹干表面及腔体内部。
S16、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度130℃，烘干时间140min。
对比例：
S1、采用酒精清洗加工好的6061铝合金腔体，清洗时间为15min，去除铝合金腔体表面的油污。
S2、冲洗铝合金腔体，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S3、冲洗完毕后，用热风吹干表面及腔体内部。
S4、吹干后，将铝合金腔体放于碱液浓度6%的碱池中，碱洗2.1min。
S5、碱洗完毕后，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S6、采用热风吹干表面及腔体内部。
S7、吹干后，将铝合金腔体放于酸液浓度25%的酸池中，酸洗3.1min。
S8、酸洗完毕后，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S9、采用热风吹干表面及腔体内部。
S10、吹干后，将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，导电氧化溶液中：铬酐5.8g/L、氟化钠0.8g/L、铁氰化钾0.4g/L，PH值2.0，进行导电氧化处理。
S11、导电氧化完毕后，先采用60℃热水冲洗腔体15min，之后采用15℃冷水冲洗腔体15min。
S12、用热风吹干表面及腔体内部。
S13、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度130℃，烘干时间140min。
将实施例1-3处理的铝合金腔体从中间切开，检测导电氧化膜的厚度，经测量厚度分别为5μm-7μm、5μm-6μm、6μm-7μm，氧化膜均匀性良好。
将对比例处理的铝合金腔体从中间切开，检测导电氧化膜的厚度，经测量厚度为2μm-8μm，氧化膜均匀性差，且颜色深浅不一致。
本发明针对现有导电氧化存在的缺陷及不足，针对性的增加了超声波清洗和抽真空两种辅助手段，使清洗过程彻底，避免残余液现象；使导电氧化溶液与制件充分接触，镀涂颜色均匀。超声波清洗能保证冲洗过程中溶液与冲洗液充分混合，规避溶液残留，抽真空方法能保证溶液与制件充分接触，清洗彻底，镀涂颜色均匀无色差。

Claims (4)

1.一种铝合金腔体导电氧化处理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、采用超声波酒精清洗铝合金腔体；
S2、于超声波清洗仪中冲洗铝合金腔体；
S3、用热风吹干表面及腔体内部；
S4、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵；
S5、将铝合金腔体放于碱液浓度4%-8%的碱池中、取下铝合金腔体的封堵，碱洗1.5min-2.5min；
S6、碱洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体；
S7、采用热风吹干表面及腔体内部；
S8、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵；
S9、将铝合金腔体放于酸液浓度20%-30%的酸池中、取下铝合金腔体的封堵，酸洗2.5min-3.5min；
S10、酸洗完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体；
S11、采用热风吹干表面及腔体内部；
S12、吹干后，对腔体内部抽真空至10Pa或10Pa以内，对腔体的进/出孔进行封堵；
S13、将铝合金腔体放于化学导电氧化池中，取下封堵，进行导电氧化处理；
S14、导电氧化完毕后，于超声波设备中冲洗铝合金腔体；
S15、用热风吹干表面及腔体内部；
S16、将铝合金腔体放于真空干燥箱进行烘干，烘干温度100℃-150℃，烘干时间120min-150min。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金腔体导电氧化处理方法，其特征在于：所述步骤S1中超声波频率为30KHz-40KHz，清洗时间为10min-15min。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金腔体导电氧化处理方法，其特征在于，所述步骤S2、S6、S10、S14中的冲洗步骤为：于超声波设备中设置超声波频率30KHz-40KHz，先采用50℃-60℃热水冲洗腔体10min-15min，之后采用5℃-15℃冷水冲洗腔体10min-15min。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金腔体导电氧化处理方法，其特征在于：所述步骤S13的化学导电氧化池中导电氧化溶液包括铬酐 5.5-6g/L、氟化钠0.6-1g/L、铁氰化钾0.3-0.6g/L，PH值为1.5-2。
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