一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的配製方法
2024-02-12 16:36:15 1
專利名稱：一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的配製方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化工藝，特別是一種針對鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，屬於金屬表面處理陽極氧化技術領域。
背景技術：
鈦合金具有良好的綜合力學性能，組織穩定性高，被廣泛應用於火箭發動機的外殼，航 空發動機壓氣機盤、葉輪組件、緊固件等高端科技產業。鈦合金製造中一般採用陽極氧化的 工藝，在其表面形成一層緻密的氧化膜，保護其基體。目前常見的鈦合金陽極氧化工藝，會 在鈦合金表面形成不同顏色的氧化膜(如青色)或多顏色的氧化膜層，使得鈦合金用於光學 系統時，會影響光學系統的精度或成相效果，並且還存在膜層不牢固，易脫落，影響光學系 統的成相效果，進而影響產品的質量。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的配製方法，在 鈦合金零件表面形成黑色的、均勻牢固的氧化膜層，滿足了應用於光學系統中的鈦合金表 面需要消光的特殊要求。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是設計一種鈦合金黑色陽極氧化 處理液的配製方法，其特徵是陽極氧化處理液由重鉻酸鉀K2Cr2O7、硫酸錳MnSO4、發黑劑、 硫酸銨(NH4)2SO4、蒸餾水，按下述重量份配製重鉻酸鉀K2Cr2O7為20-60份，硫酸錳MnSO4* 10-20份，發黑劑2-4份，硫酸銨(NH4)2SO4為25-55份，蒸餾水1000份。一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的配製方法，其流程是按以下步驟進行
1)、用有機溶劑除油；
2)、裝掛;
3)、化學除油；
4)、水洗；
5)、酸洗、噴砂；
6)、水洗；
7)、陽極氧化；
8)、水洗；
9)、乾燥;
10)、交驗。所述化學除油的過程中化學溶劑按下述重量份配製工業純氫氧化鈉Na0H30-40 份、工業純碳酸鈉Na2CO3 20-30份、工業純磷酸鈉Na3PO4 50-70份、工業純矽酸鈉10-15 份、蒸餾水1000份。所述陽極氧化的處理條件是陽極電流密度為0. Γ0. 3A/dm2，溫度5°C <30°C，陽 極時間45-55分鐘，陰極是不鏽鋼板，掛具為鋁製掛具，還可以是鈦材和鈦合金，給電方式 為階梯式。所述陽極氧化的處理條件是陽極電流密度為0. 2A/dm2，溫度25°C，陽極時間50分鐘，陰極是不鏽鋼板，掛具為鋁製掛具，還可以是鈦材和鈦合金，給電方式為階梯式。所述的陽極氧化處理液的配置方法是向蒸餾水中按先後順序依次加入重鉻 酸鉀K2Cr2O7、硫酸猛MnS04、發黑劑、硫酸銨(NH4) 2S04,並攪拌均勻。
所述的重鉻酸鉀K2Cr2O7為化學純，硫酸錳MnSO4為化學純，發黑劑為工業純，硫 酸銨(NH4)2SO4為工業純。所述的發黑劑2-4份具體是過硫酸鉀K2S2O8為0. 2-0. 6份，氟化鈉NaF為 0. 02-0. 08 份，蒸餾水為 1. 78-3. 32 份。所述的陽極氧化處理液的配置取蒸餾1000kg，先加入化學純重鉻酸鉀 K2Cr20733kg溶解後、再按依次順序加入化學純硫酸錳MnSO4 14kg、工業純發黑劑3kg、工 業純硫酸銨(NH4)2SO4 40kg,並攪拌均勻；其中發黑劑3kg中含有0. 36kg過硫酸鉀K2S2O8, 0. 045kg 氟化鈉 NaF，2. 595kg 蒸餾水。處理後的鈦合金表面黑色的氧化膜厚度是3-8 μ m。本發明一種鈦合金黑色陽極氧化工藝的優點是由於採用了本發明的鈦合金黑色 陽極氧化工藝，使得鈦合金表面形成黑色的、均勻牢固的氧化膜層，附著力好，不易脫落，用幹 淨的細布用力擦試不掉，更好滿足了應用於光學系統中的鈦合金表面需要消光的特殊要求。
具體實施例方式
實施例1
1、陽極氧化處理液的配置取蒸餾1000kg，先加入化學純重鉻酸鉀K2Cr2O7 33kg溶 解後、再按依次順序加入化學純硫酸錳MnSO4 14kg、工業純發黑劑3kg、工業純硫酸銨 (NH4)2SO4 40kg,並攪拌均勻；其中發黑劑3kg中含有0. 36kg過硫酸鉀K2S2O8,0. 045kg氟化 鈉NaF，2. 595kg蒸餾水。2、化學溶劑的配置取蒸餾水1000kg，先加入工業純氫氧化鈉NaOH 35kg溶解後、 再按依次順序加入工業純碳酸鈉Na2CO3 25kg、工業純磷酸鈉Na3PO4 60kg、工業純矽酸鈉 12kg，並攪拌均勻。3、陽極氧化處理
將鈦合金零件順次經1)、用有機溶劑除油它是在溫度23°C用乾淨的汽油，也可以是 其它有機溶劑將鈦合金零件浸泡4分鐘，對於其它油汙較大的螺紋或細槽狀的零件可用細 毛刷刷去油汙，除油後讓鈦合金零件自然乾燥或用壓縮空氣吹乾；2)、裝掛；3)、化學除油 將鈦合金零件放入化學溶劑中在溫度為78°C時浸泡6. 5分鐘；4)、水洗用流動的水衝洗； 5)、酸洗(噴砂);6)、水洗用流動的水衝洗；7)陽極氧化，鈦合金零件用鋁製掛具懸掛，掛具 用於鈦合金零件接觸處要接觸良好，然後放入配置好的陽極氧化處理液，保持處理液溫度 <30°C，陰極採用不鏽鋼板，陽極電流密度控制在0. 2A/dm2,以階梯式方式給電，陽極氧化時 間50分鐘。此種配方和條件為最佳，該工藝配方和條件下，鈦合金零件經陽極氧化處理後，其 氧化膜厚度為5. 5 μ m，黑色，均勻細密，覆蓋完整；再經8)水洗用流動的水衝洗；9)乾燥 烘乾或用壓縮空氣吹乾；10)交驗鈦合金零件表面形成黑色氧化膜層用乾淨的細布反覆 用力擦試，沒有任何脫落或起皮的現象。實施例2
1、陽極氧化處理液的配置取蒸餾1000kg，先加入化學純重鉻酸鉀K2Cr2O7 20kg溶解後、再按依次順序加入化學純硫酸錳MnS0410kg、工業純發黑劑2kg、工業純硫酸銨(NH4)2SO4 25kg，並攪拌均勻；其中發黑劑2kg中含有0. 2kg過硫酸鉀K2S2O8,0. 02kg氟化鈉NaF, 1.78kg蒸餾水。2、化學溶劑的配置取蒸餾水1000kg，先加入工業純氫氧化鈉NaOH 30kg溶解 後、再按依次順序加入工業純碳酸鈉Na2CO3 20kg、工業純磷酸鈉Na3PO4 50kg、工業純矽酸 鈉10kg，並攪拌均勻。3、陽極氧化處理
將鈦合金零件順次經1)、用有機溶劑除油它是在溫度10°c用乾淨的汽油，也可以是 其它有機溶劑將鈦合金零件浸泡3分鐘，對於其它油汙較大的螺紋或細槽狀的零件可用細 毛刷刷去油汙，除油後讓鈦合金零件自然乾燥或用壓縮空氣吹乾；2)、裝掛；3)、化學除油 將鈦合金零件放入化學溶劑中在溫度為70°C時浸泡3分鐘；4)、水洗用流動的水衝洗； 5)、酸洗(噴砂);6)、水洗用流動的水衝洗；7)陽極氧化，鈦合金零件用鈦材制掛具懸掛，掛 具用於鈦合金零件接觸處要接觸良好，然後放入配置好的陽極氧化處理液，保持處理液溫 度5 °C，陰極採用不鏽鋼板，陽極電流密度控制在0. lA/dm2,以階梯式方式給電，陽極氧化 時間45分鐘。此種配方和條件下，鈦合金零件經陽極氧化處理後，其氧化膜厚度為3 μ m，淺黑 色，均勻細密，覆蓋完整；再經8)水洗用流動的水衝洗；9)乾燥烘乾或用壓縮空氣吹乾； 10)交驗鈦合金零件表面形成淺黑色氧化膜層用乾淨的細布反覆用力擦試，沒有任何脫落 或起皮的現象。實施例3
1、陽極氧化處理液的配置取蒸餾1000kg，先加入化學純重鉻酸鉀K2Cr2O7 60kg溶 解後、再按依次順序加入化學純硫酸錳MnSO4 20kg、工業純發黑劑4kg、工業純硫酸銨 (NH4)2SO4 55kg，並攪拌均勻；其中發黑劑4kg中含有0. 6kg過硫酸鉀K2S2O8,0. 08kg氟化鈉 NaF, 3. 32kg 蒸餾水。2、化學溶劑的配置取蒸餾水1000kg，先加入工業純氫氧化鈉NaOH 40kg溶解 後、再按依次順序加入工業純碳酸鈉Na2CO3 30kg、工業純磷酸鈉Na3P0470kg、工業純矽酸鈉 15kg，並攪拌均勻。3、陽極氧化處理
將鈦合金零件順次經1)、用有機溶劑除油它是在溫度35°C用乾淨的汽油，也可以是 其它有機溶劑將鈦合金零件浸泡5分鐘，對於其它油汙較大的螺紋或細槽狀的零件可用細 毛刷刷去油汙，除油後讓鈦合金零件自然乾燥或用壓縮空氣吹乾；2)、裝掛；3)、化學除油 將鈦合金零件放入化學溶劑中在溫度為85°C時浸泡10分鐘；4)、水洗用流動的水衝洗； 5)、酸洗(噴砂);6)、水洗用流動的水衝洗；7)陽極氧化，鈦合金零件用鈦合金制掛具懸掛， 掛具用於鈦合金零件接觸處要接觸良好，然後放入配置好的陽極氧化處理液，保持處理液 溫度30°C，陰極採用不鏽鋼板，陽極電流密度控制在0. 3A/dm2,以階梯式方式給電，陽極氧 化時間55分鐘。此種配方和條件下，鈦合金零件經陽極氧化處理後，其氧化膜厚度為8 μ m,深黑 色，均勻細密，覆蓋完整；再經8)水洗用流動的水衝洗；9)乾燥烘乾或用壓縮空氣吹乾； 10)交驗鈦合金零件表面形成深黑色氧化膜層用乾淨的細布反覆用力擦試，沒有任何脫落或起皮的現象。
採用了本發明的鈦合金黑色陽極氧化工藝，使得鈦合金零件表面形成黑色的、均 勻牢固的氧化膜層，附著力好，不易脫落，用乾淨的細布反覆用力擦試，沒有任何脫落或起 皮的現象，更好滿足了應用於光學系統中的鈦合金表面需要消光的特殊要求。
權利要求
一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法， 其特徵是陽極氧化處理液由重鉻酸鉀K2Cr2O7、硫酸錳MnSO4、發黑劑、硫酸銨 (NH4)2SO4、蒸餾水，按下述重量份配製重鉻酸鉀K2Cr2O7 為20-60份，硫酸錳MnSO4 為10-20份，發黑劑2-4份，硫酸銨 (NH4)2SO4 為25-55份，蒸餾水1000份。
2.一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其流程是按以下步驟進行1)、用有機溶劑除油；2)、裝掛;3)、化學除油；4)、水洗；5)、酸洗、噴砂；6)、水洗；7)、陽極氧化；8)、水洗；9)、乾燥;10)、交驗。
3.根據權利要求2所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 所述化學除油的過程中化學溶劑按下述重量份配製工業純氫氧化鈉NaOH為30-40份、工 業純碳酸鈉Na2CO3為20-30份、工業純磷酸鈉Na3PO4為50-70份、工業純矽酸鈉10-15份、 蒸餾水1000份。
4.根據權利要求2所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 所述陽極氧化的處理條件是陽極電流密度為0. Γ0. 3A/dm2，溫度5°C <30°C，陽極時間 45-55分鐘，陰極是不鏽鋼板，掛具為鋁製掛具，還可以是鈦材和鈦合金，給電方式為階梯式。
5.根據權利要求2所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 所述陽極氧化的處理條件是陽極電流密度為0. 2A/dm2，溫度25°C，陽極時間50分鐘，陰極 是不鏽鋼板，掛具為鋁製掛具，還可以是鈦材和鈦合金，給電方式為階梯式。
6.根據權利要求1所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 所述的陽極氧化處理液的配置方法是向蒸餾水中按先後順序依次加入重鉻酸鉀K2Cr207、 硫酸錳MnSO4、發黑劑、硫酸銨(NH4) 2S04,並攪拌均勻。
7.根據權利要求1所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵 是所述的重鉻酸鉀K2Cr2O7為化學純，硫酸錳MnSO4為化學純，發黑劑為工業純，硫酸銨 (NH4)2SO4為工業純。
8.根據權利要求1所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 所述的發黑劑2-4份具體是過硫酸鉀K2S2O8為0. 2-0. 6份，氟化鈉NaF為0. 02-0. 08份，蒸 餾水為1. 78-3. 32份。
9.根據權利要求1所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 所述陽極氧化處理液的配置取蒸餾1000kg，先加入化學純重鉻酸鉀K2Cr2O7為33kg溶 解後、再按依次順序加入化學純硫酸錳MnSO4為14kg、工業純發黑劑3kg、工業純硫酸銨 (NH4)2SO4為40kg，並攪拌均勻；其中發黑劑3kg中含有0. 36kg過硫酸鉀K2S2O8,0. 045kg氟化鈉NaF，2. 595kg蒸餾水。
10.根據權利要求2所述的一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的的配製方法，其特徵是 處理後的鈦合金表面黑色的氧化膜厚度是3-8 μ m。
全文摘要
本發明涉及一種氧化工藝，特別是一種鈦合金黑色陽極氧化處理液的配製方法，其特徵是陽極氧化處理液由重鉻酸鉀K2Cr2O7、硫酸錳MnSO4、發黑劑、硫酸銨(NH4)2SO4、蒸餾水，按下述重量份配製重鉻酸鉀K2Cr2O7為20-60份，硫酸錳MnSO4為10-20份，發黑劑2-4份，硫酸銨(NH4)2SO4為25-55份，蒸餾水1000份。本發明鈦合金黑色陽極氧化工藝保證了鈦合金零件表面形成黑色的、均勻牢固的氧化膜層，滿足了應用於光學系統中的鈦合金表面需要消光的特殊要求。
文檔編號C25D11/26GK101805917SQ20101013147
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月24日 優先權日2010年3月24日
發明者姜鳳琴, 李麥翠, 王新軍 申請人:西安北方光電有限公司