[发明专利]一种铝及铝合金硬质阳极氧化方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种铝及铝合金硬质阳极氧化方法，属于有机物合成和恒流法电化学领域。

背景技术

工厂多年一直使用硫酸型和草酸型铝及铝合金硬质阳极氧化工艺，因硫酸型工艺存在硬度较低，而草酸型零件烧蚀率较高，高达12%以上，一直影响产品质量的提高。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种铝及铝合金硬质阳极氧化方法，其技术方案具体为：

采用乳酸、柠檬酸和含蒽的自制添加剂的混合溶液作为电解液，或者仅采用含蒽的自制添加剂作为电解液；

其中，乳酸、柠檬酸和自制添加剂的比例为：（25～45）g/L：（35～55）g/L：（20～40）g/L，余量为蒸馏水；

自制添加剂是蒽：硫酸按体积比计为（0.40～0.45）：1的混合液。

进一步地，优选的方法是，自制添加剂制作需要如下合成步骤：

（1）称取一定体积的蒽倒入不锈钢桶内，再按体积比称取蒽：硫酸为（0.40～0.45）：1的硫酸倒入不锈钢桶内；

（2）对上述混合液采用油浴加热，并不停搅拌，使油温保持在160～165℃之间，持续时间不超过6 min；

（3）搅拌不锈钢桶中的溶液，直至无气泡产生，即可得到自制添加剂。

进一步地，优选的方法是，在对铝及铝合金进行阳极氧化过程中，每3～5 min调整一次电流，分5～6次调整到规定值。

本发明采取上述技术方案以后，得到的铝及铝合金表面膜层硬度高，零件烧蚀率低，电解液不需调整。经试用，该方法比传统的硫酸型、AHS-草酸型硬质阳极氧化方法具有溶液稳定、成品率高、烧蚀率低的特点。 

本发明的技术方案解决了传统阳极氧化方法得到的膜层外观呈现黄黑条纹的技术问题，利用本发明方法得到的膜层外观为均匀的灰黑色至黑色，特别适用于光学仪器需要耐磨的铝合金零件。

该方法可广泛应用于需要耐磨、耐腐蚀的铝合金加工的零件，可用于航天、航空、汽车、电动车、光电仪器等铝及铝合金的表面防腐和耐磨的需要。溶液采用小分子有机酸，对环境无污染，具有很好的推广应用价值。 

附图说明

下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。

   图1是本发明的铝及铝合金零件的一种挂具图；

图2是本发明的铝及铝合金零件的另一种挂具图；

图3为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述。

本发明选择有机酸和蒽混合形成的自制添加剂对铝及铝合金进行硬质阳极氧化处理，适用于表面硬度不小于400HV的铝合金零件，该方法一般在常温下进行。

优选地，采用乳酸、柠檬酸和含蒽的自制添加剂的混合溶液作为电解液，或者仅采用含蒽的自制添加剂作为电解液；其中，乳酸、柠檬酸和自制添加剂的比例为：（25～45）g/L：（35～55）g/L：（20～40）g/L，余量为蒸馏水；自制添加剂是蒽：硫酸按体积比计为（0.40～0.45）：1的混合液。

优选地，根据零件的质量，电解液各成分乳酸、柠檬酸和/或自制添加剂每季度或每半年，按配槽量的1/3或1/2添加。

优选地，合成自制添加剂的步骤为：

（1）称取计算量的蒽，加入不锈钢桶内，将桶安装在盛有机械油的锅内，安放在电炉上。再按体积比蒽：硫酸为（0.40～0.45）：1将合格的硫酸缓慢到入桶内，快速搅拌。

（2）打开电炉，加热油浴，并不断搅拌。油温升至160℃左右，通过调压器，使油温恒定在160℃～165℃之间。

（3）油温升至160℃左右，开始保温计时，反应持续时间不能超过6min。否则碳化。

（4）反应结束后，将不锈钢桶从电炉上取下来，继续搅拌至基本无气泡产生，即得到合格的添加剂。整个过程在有抽风的条件下进行。每次合成少量多次进行。

其中，乳酸可扩大槽液温度上限值，使铝及铝合金能在常温下氧化；柠檬酸在溶液中起缓冲作用，其含量高低影响氧化膜硬度和耐磨性；自制添加剂影响氧化膜硬度，含量高，氧化膜硬度高，烧蚀率高。

对生产过程中不同形状的铝及铝合金零件应该采取不同的装挂方式，根据不同形状的零件做专用挂具，一般有两种形式，如图1和2所示。其中，图1中的挂具适合形状结构复杂、有小孔的零件，图2中的挂具适合圈类零件。