[发明专利]一种铝合金阳极氧化装置

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金表面改性处理领域，具体指一种铝合金阳极氧化装置。

背景技术

铝型材在建筑业上的应用日益广泛，主要被应用于铝门窗、间壁墙、阳台、幕墙及各种附件等；然而未经表面处理的铝合金型材极易发生腐蚀现象，尤其是在潮湿的大气坏境中，很难满足建筑材料的高装饰性能和强耐侯性能的要求；为了改善上述性能，铝型材一般要进行表面处理，表面处理技术涉及到金属学、化学、电化学以及材料生产工艺等学科，铝合金表面处理一般包括阳极氧化处理、化学氧化处理、涂层、电镀等，其中以阳极氧化处理技术发展最为迅速，用途也最为广泛，在铝及铝合金构件的生产中占有非常重要的地位。

目前，工业上最普遍使用的是硫酸阳极氧化，其是以硫酸溶液为电解液，铝合金零件为阳极，铝等金属为阴极，在直流电源的作用下形成氧化膜；铝合金氧化过程中需要电流较大，发出大量热量，极易产生电烧蚀，损坏导电装置，从而影响电流的稳定性，造成氧化膜层厚度不均匀，膜层与基材结合性不理想等现象。

发明内容

为解决上述的电烧蚀、氧化膜厚度不均匀、膜层与基材结合性不理想等问题，本发明提供了如下技术方案：

本发明的目的在于提供一种铝合金阳极氧化装置，包括电解槽池、控制系统、导电装置和液氮制冷系统，其特征在于：所述的电解槽池外侧设有底座，电解槽池与底座构成冷却空间，电解槽池内部的底部安装有温度传感器，温度传感器与控制系统线路连接，当电解液的温度达到温度传感器设定的温度时，温度传感器向控制系统发出信号，控制系统对温度信号进行分析处理后发出指令，液氮制冷系统向冷却空间里通入液氮来达到制冷，控制电解液温度进行铝合金阳极氧化。

进一步地，所述液氮制冷系统包括液氮罐、压力阀和电动阀，液氮罐通过管路和电动阀与冷却空间底部连接，液氮罐通过管路和压力阀与冷却空间上部连接，电动阀与控制系统连接。

进一步地，导电装置包括直流电源、阴极板和阳极板，阴极板和阳极板分别与直流电源线接，阴极板和阳极板伸入到电解槽池内部。

进一步地，所述冷却空间另一端底部设有输出管。

本发明提供的一种含有液氮制冷系统的阳极氧化装置，极大地改善了阳极氧化处理的条件，提高了所生成膜层的质量；生成的阳极氧化膜具有膜层均匀、致密性好、膜层与基材结合强度高等优点，其原理是由于液氮制冷系统极大地降低了氧化过程中放出的热量，有效地控制了电解液温度的上限，保护了导电装置和线路，从而稳定了阳极氧化处理中的电流，提高了所生成膜层的质量。

附图说明

图1 新型铝合金阳极氧化装置的结构示意图。

1-液氮罐；2-控制系统；3-直流电源；4-底座；5-阴极板；6-输出管；7-电解槽池；8-阳极板；9-温度传感器；10-冷却空间；11-压力阀；12-电动阀。

图2 阳极氧化膜表面形貌。

图3 氧化膜界面结合强度。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步的详细说明。

（1）铝合金阳极氧化装置如图1所示，包括液氮罐1、控制系统2、直流电源3、底座4、阴极板5、输出管6、电解槽池7、阳极板8、温度传感器9、冷却空间10、压力阀11和电动阀12；其中阴极板5和阳极板8分别与直流电源3线路连接，阴极板5为铅板，减少阴极板材料的消耗，阳极板8为要进行阳极氧化处理的铝板；温度传感器9和电动阀12与控制系统2线路连接；温度传感器9安装在电解槽池7底部，监测电解槽池内的电解液的温度变化；电解槽池7和底座4之间挖空加工成冷却空间10，便于冷却处理。

（2）具体实施步骤如下：

第一步：前处理

按如图1所示的结构示意图把各部分结构件连接好，并检查线路；设定电解液温度所能够达到的上限温度为40℃，即设定温度传感器9的警报温度为40℃。

第二步：阳极氧化处理

向电解槽池7内加入电解液溶液，电解液溶液参数：硫酸浓度：160g/L，铝离子浓度：(5-10)g/L，其余为水；直流电源3的电流密度：(1.5±0.1)A/dm²。

第三步：液氮制冷过程