一種摺疊型鋁合金零件的鉻酸陽極化方法與流程

2024-02-19 03:17:15 1

本發明屬於材料加工領域，具體涉及一種摺疊型鋁合金零件的鉻酸陽極化方法。
背景技術：
：飛機的鋁合金零件在設計結構設計的過程中有較多的鈑金件成型後是摺疊形式的，並且間隙要求0.1mm以內，對於此類零件在生產的過程中，摺疊部位在表面處理的過程中很多時候不會形成氧化膜，將來鉚接到飛機上以後，此位置是裸漏的鋁合金基體材料，沒有防護層，所以比較容易出現腐蝕現象。為了解決對此類件在摺疊區域成膜，滿足工藝的防護性能要求，需要對工藝方法進行研究。技術實現要素：本發明要解決的技術問題：提出一種能夠滿足材料是鋁合金摺疊零件形成的鉻酸陽極化的氧化膜層緻密、膜層厚度、封閉性、連續性、與底漆的結合力好的鉻酸陽極化工藝方法，主要從放置角度進行研究此類型零件的工藝特性。本發明的技術方案：一種摺疊型鋁合金零件的鉻酸陽極化方法，包括以下步驟：步驟1：試片加工，對待處理的鋁合金摺疊試樣表面進行加工並查驗，確保表面無銳角導圓、毛刺、稜角缺陷；步驟2：初步除油，用丁酮有機溶劑初步除掉試樣表面殘留的油汙和雜質；步驟3：裝夾，保證試樣的裝夾牢固，試樣間隙垂直於陰極板放置；步驟4：鹼洗步驟5：溫水洗至少2min，去除試樣表面殘留的鹼洗溶液，觀察試樣表面的水膜至少保持30s不破裂為合格，否則應重新鹼洗；步驟6酸洗步驟7：用去離子水衝洗試樣表面至少2min，去除試樣表面殘留的酸洗溶液及表面殘留的汙垢；步驟8：鉻酸陽極化步驟9：水洗，陽極氧化後，要先斷電，在20s內把試樣取出後，用去離子水洗衝洗乾淨試樣表面的殘留的鉻酸溶液，水洗時要不斷抖動試樣，使試樣充分洗乾淨。步驟10：壓縮空氣乾燥，為了防止試樣表面產生水痕，去離子水衝洗後，應立即使用壓縮空氣乾燥；步驟10：拆卸步驟11：檢驗所述步驟4鹼洗所用溶液是使用碳酸鈉、磷酸三鈉、矽酸鈉和表面活性劑與去離子水混合而成的溶液，碳酸鈉濃度為35g/l～45g/l，磷酸鈉濃度為17g/l～23g/l，矽酸鈉濃度為0.5g/l～1g/l，操作溫度為55℃～65℃，浸漬時間為：3min～5min。所述步驟6酸洗使用的溶液是由鉻酐、硫酸與去離子水混合配製成，鉻酐濃度45g/l～55g/l，硫酸250g/l～300g/l，浸漬時間為3min～5min，在60℃～65℃下操作。所述步驟8鉻酸陽極化的具體工藝為，把裝夾好的試樣放置在陽極銅導電槓上卡緊，陰極是鉛板，試樣與試樣之間，試樣與陰極之間保持較大的距離，不能接觸，打開壓縮空氣攪拌電解液，送以直流電，在5min內把電壓升高到20v；溶液成分為鉻酸溶液，濃度為50～60g/l，反應溫度為38～42℃，氧化總時間為50min，陰陽極面積比1:1～1:10。本發明的有益效果：本發明通過對摺疊件鉻酸陽極化工的測試研究，通過摺疊件預留出0.1mm的間隙後，讓間隙垂直陰極板放置，這樣電力線就可以均勻分布於間隙內，並且在攪拌的陽極化槽液中電流密度也比較均勻，這樣形成的氧化膜的各項指標(外觀、膜厚、封閉性、連續性、結合力)均符合通用鉻酸陽極化膜層工藝性能的要求。具體實施方式選擇一種摺疊的鋁合金零件鉻酸陽極化工藝方法，摺疊件在保證特定的放置角度下，使用鉻酸作為電解液，試樣作為陽極，鉛板作為陰極，其中通直流電，用壓縮空氣攪拌，採用穩壓法，並保持電解液在一定的電壓的條件進行的一種電化學發應。所述的一種摺疊的鋁合金板材進行鈑金成型處理，對於小於0.1mm間隙的摺疊件，其具體工藝過程如下：步驟1：試驗驗收對待處理的鋁合金摺疊試樣表面進行查驗，確保表面無銳角導圓、毛刺、稜角缺陷；步驟2：初步除油用丁酮有機溶劑初步除掉試樣表面殘留的油汙和雜質；步驟3：裝夾夾具為鋁合金材料製造，裝夾時，在保證導電良好的情況下，使夾具印跡面積最小。並且保證試樣的裝夾牢固，更重要的是讓間隙垂直於陰極板放置，在陽極氧化的整個過程中槽液是需要攪拌，防止試樣從工裝夾具上脫落；步驟4：鹼洗鹼洗溶液是使用碳酸鈉、磷酸三鈉、矽酸鈉和表面活性劑與去離子水混合而成的溶液，碳酸鈉濃度為35g/l～45g/l，磷酸鈉濃度為17g/l～23g/l，矽酸鈉濃度為0.5g/l～1g/l，操作溫度為55℃～65℃，浸漬時間為：3min～5min。此工序的目的是用於去除試樣表面的不可見的油汙；步驟5：溫水洗至少2min，去除試樣表面殘留的鹼洗溶液，觀察試樣表面的水膜至少保持30s不破裂為合格，否則應重新鹼洗；步驟6酸洗酸洗溶液是由鉻酐、硫酸與去離子水混合配製成鉻酐(45g/l～55g/l)，硫酸酸(250g/l～300g/l)，浸漬時間為3min～5min，在60℃～65℃下操作。此步驟主要是用於去除試樣表面的自然氧化膜和汙垢，露出鋁合金的基體，以便於後續鉻酸陽極化的過程中更容易成膜；步驟7：用去離子水衝洗試樣表面至少2min，去除試樣表面殘留的酸洗溶液及表面殘留的汙垢；步驟8：鉻酸陽極化將試樣浸入硫酸溶液中進行電化學反應，其具體參數如表1所示：表1硫酸陽極氧化試驗驗證參數溶液成分和項目含量及工藝參數鉻酸，g/l50～60輸出電壓，v20溫度，℃38～42軟起時間，min5氧化總時間，min50陰極材料純鉛板陰陽極面積比1:1～1:10把裝夾好的試樣放置在陽極銅導電槓上卡緊，陰極是鉛板，試樣與試樣之間，試樣與陰極之間一定要保持較大的距離，絕對不能接觸。打開壓縮空氣攪拌電解液，送以直流電，在5min內把電壓升高到20v；步驟9：水洗陽極氧化後，要先斷電，在20s內把試樣取出後，用去離子水洗衝洗乾淨試樣表面的殘留的鉻酸溶液，水洗時要不斷抖動試樣，使試樣充分洗乾淨。步驟10：壓縮空氣乾燥為了防止試樣表面產生水痕，去離子水衝洗後，應立即使用壓縮空氣乾燥；步驟10：拆卸戴清潔不掉毛的棉質手套拆卸試樣，防止試樣表面被汙染。步驟11：檢驗對表面處理後的試樣小心進行延展平整後，進行如下檢測項目和標準，參見表2表2摺疊件鉻酸陽極化工藝驗證檢測項目測試的各項性能指標結論如下：鉻酸陽極化膜外觀：試片編號：1-1,1-2,1-3檢測方法：在天然散射光或無反射光的白色投射光線下目視檢查光的照度應不低於300lx，(相當於在40w的日光燈下500mm處的照度)。允許用5-10倍放大鏡檢查。氧化膜層的外觀：陽極氧化膜層應是淺灰色至深灰色，膜層均勻完整，沒出現局部無膜層，疏鬆膜層、膜層劃傷及汙染，燒傷及過腐蝕現象。鉻酸陽極化膜的膜厚試片編號：1-1,1-2,1-3：檢測方法：用渦流測厚儀進行測定。氧化膜層的厚度(參見表3)：表3氧化膜層厚度從膜層厚度的試驗處理結果可以得出：鉻酸陽極化膜層的厚度是符合工藝要求的。鉻酸陽極化膜連續性試片編號：2-1,2-2,2-3：檢測方法及結論：按照iso2085用含硫酸銅的溶液進行檢測。與溶液接觸5min後，1cm2區域的陽極化膜沒有出現變黑現象。鉻酸陽極化膜封閉性試片編號：3-1,3-2,3-3：檢測方法及結論：按照nfeniso2143文件執行，除油後，滴1滴染料溶液(5藍黑墨水)，染出一個1cm2區域。接觸5min後，水洗至少2分鐘，用清潔的和軟的棉墊擦，然後用中性肥皂液清洗。充分水洗並乾燥。結果剩餘的汙點為非常淺的顏色，結果是合格的。鉻酸陽極化膜結合力試片編號：4-1,4-2,4-3檢測方法：按bss7225的要求進行溼刻痕結合力檢測。檢測的試片按bss7225試驗方法進行溼刻痕結合力檢測，均符合10級的要求。實例一將摺疊件預留出0.1mm的間隙後，鋁合金使用丁酮擦拭後；浸入61℃的鹼洗溶液中(碳酸鈉42g/l，磷酸鈉21.8g/l，矽酸鈉0.8g/l，表面活性劑若干)5min後，水洗4min；觀察鋁合金試樣表面水膜連續後進行酸洗；在室溫下的酸洗溶液中(鉻酐、硫酸與去離子水的混合溶液)，鉻酐濃度為53g/l，硫酸濃度為286g/l，浸蝕4min，水洗5min；將預處理後的鋁合金件放於鉻酸陽極氧化溶液：鉻酐57.3g/l，溫度41℃，電壓是20v2,氧化30min。採用純鉛板作為陰極，在陽極氧化過程中採用壓縮空氣攪拌。氧化結束後水洗4min後進行壓縮空氣及時吹乾。該實例所得的氧化膜外觀合格，膜層厚度為3.2um，封閉性、連續性合格，溼刻痕結合力符合bss7225標準中10級的要求。實例二將摺疊件預留出0.08mm的間隙後，鋁合金使用丁酮擦拭後；浸入63℃的鹼洗溶液中(碳酸鈉41.4g/l，磷酸鈉21.6g/l，矽酸鈉0.7g/l，表面活性劑若干)4min後，水洗4min；觀察鋁合金試樣表面水膜連續後進行酸洗；在室溫下的酸洗溶液中(鉻酐、硫酸與去離子水的混合溶液)，鉻酐濃度為52g/l，硫酸濃度為282g/l，浸蝕5min，水洗5min；將預處理後的鋁合金件放於鉻酸陽極氧化溶液：鉻酐57.0g/l，溫度39℃，電壓是20v2,氧化50min。採用純鉛板作為陰極，在陽極氧化過程中採用壓縮空氣攪拌。氧化結束後水洗4min後進行壓縮空氣及時吹乾。該實例所得的氧化膜外觀合格，膜層厚度為3.8um，封閉性、連續性合格，溼刻痕結合力符合bss7225標準中10級的要求。實例三將摺疊件預留出0.09mm的間隙後，鋁合金使用丁酮擦拭後；浸入59℃的鹼洗溶液中(碳酸鈉40g/l，磷酸鈉21g/l，矽酸鈉0.5g/l，表面活性劑若干)4min後，水洗4min；觀察鋁合金試樣表面水膜連續後進行酸洗；在室溫下的酸洗溶液中(鉻酐、硫酸與去離子水的混合溶液)，鉻酐濃度為50g/l，硫酸濃度為272g/l，浸蝕4min，水洗5min；將預處理後的鋁合金件放於鉻酸陽極氧化溶液：鉻酐57.1g/l，溫度41℃，電壓是20v,氧化30min。採用純鉛板作為陰極，在陽極氧化過程中採用壓縮空氣攪拌。氧化結束後水洗5min後進行壓縮空氣及時吹乾。該實例所得的氧化膜外觀合格，膜層厚度為3.6um，封閉性、連續性合格，溼刻痕結合力符合bss7225標準中10級的要求。實例四將摺疊件預留出0.06mm的間隙後，鋁合金使用丁酮擦拭後；浸入57℃的鹼洗溶液中(碳酸鈉39.2g/l，磷酸鈉20.8g/l，矽酸鈉0.5g/l，表面活性劑若干)4min後，水洗3min；觀察鋁合金試樣表面水膜連續後進行酸洗；在室溫下的酸洗溶液中(鉻酐、硫酸與去離子水的混合溶液)，鉻酐濃度為48g/l，硫酸濃度為275g/l，浸蝕5min，水洗5min；將預處理後的鋁合金件放於鉻酸陽極氧化溶液：鉻酐56.5g/l，溫度40℃，電壓是20v2,氧化50min。採用純鉛板作為陰極，在陽極氧化過程中採用壓縮空氣攪拌。氧化結束後水洗6min後進行壓縮空氣及時吹乾。該實例所得的氧化膜外觀合格，膜層厚度為3.2um，封閉性、連續性合格，溼刻痕結合力符合bss7225標準中10級的要求。當前第1頁12