[发明专利]一种超大型钛合金构件的发蓝阳极氧化装置及方法

说明书

一种超大型钛合金构件的发蓝阳极氧化装置，具有移动式阴极，移动式阴极包括不锈钢板、吸水布和绝缘手柄，不锈钢板上设有通孔和绝缘手柄，盛放氧化溶液的溶液箱上用于添加氧化溶液的导管插入通孔中，吸水布包裹在不锈钢板外，以吸收通过导管以及通孔流出的氧化溶液，通过压动绝缘手柄，将不锈钢板按压在钛合金构件的待氧化部位上，吸水布在压力作用下产生形变与待氧化部位紧密贴合；利用本装置对超大型钛合金构件进行发蓝阳极氧化的方法包括除油、氧化溶液配置、发蓝氧化处理和清洗干燥，移动式阴极能够和待氧化部位紧密贴合，在移动中完成氧化过程，从而解决现有发蓝阳极氧化技术对超大型工件氧化困难的问题，以及复杂平面的处理问题。

技术领域

本发明属于钛合金加工技术领域，尤其涉及一种超大型钛合金构件的发蓝阳极氧化装置及方法，可试用于平面、焊缝、内孔等部位。

背景技术

钛及钛合金具有优良的性能，如密度小、比强度高、耐海水及海洋环境腐蚀、无磁性等，是一种性能优异的舰船材料，钛及钛合金的应用，不仅可以减轻舰船的整体重量，延长设备的使用寿命，同时可以提高舰船整体的技术性能。目前在舰船领域已经应用的有潜艇及深潜器上的主壳体、舰船管道系统、声纳系统、动力装置等部位。钛及钛合金由于其独特的性能，在航空、航天、船舶、汽车以及其它日常用品等领域也得到广泛的应用。

然而，钛及钛合金也存在的一些问题，例如钛合金与低电位金属间的接触腐蚀问题、自身的耐磨问题以及生物污损问题等，在很大程度上影响着其应用范围。因此，未来进一步扩大钛合金的应用领域，必须对钛合金进行表面处理。钛合金的发蓝阳极氧化技术是一项操作简单、成本低，效果好的表面处理技术。钛合金发蓝阳极氧化技术已经在国内外得到了非常大的发展，并成功应用于各大行业。

发蓝阳极氧化技术是在相应的电解液和特殊的工艺条件下，施加外加电压，在钛合金表面形成一层氧化物陶瓷膜层的技术，是提高钛合金性能的一种有效的表面处理方法。由于阳极氧化膜层具有非常优异的性能，可以大大提高钛合金工件的耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性等，因此得到较广泛的应用。

当前，发蓝阳极氧化技术广泛用于钛合金工件的表面处理，目前的发蓝阳极氧化的生产作业普遍流程是将待氧化工件除油后放入溶液槽中施加电压进行氧化处理，对于普通尺寸的工件，处理效果优越，氧化后的膜层均匀、颜色一致，但是对于尺寸特别大的工件的氧化,该方法没有办法进行处理。

现有解决超大型钛合金工件的阳极氧化的主要技术是设计局部氧化装置，采用局部氧化的方法来实现超大型钛合金的阳极氧化处理。目前的局部氧化工装大多采用的方法是设计小型溶液槽，在溶液槽的工作面设计不锈钢板当做阴极，连接到氧化电源的负极，在溶液槽上设计进液口和出液口，溶液槽与钛合金工件工作的界面采用密封材料密封住。如申请号为201380015626.3的发明专利《部分阳极氧化装置及使用其的阳极氧化处理方法》中，针对异形截面形状形成的型材设计的阳极氧化设置，将溶液槽分割为两个部分槽体，以型材的局部位于槽外的方式，将两部分槽体夹持住该型材，从而形成密闭型的电解室，此种装置只针对型材设计的可移动阴极，不适合其它大型管路的氧化作业；申请号为201020592705.4的发明专利《一种用于超大工件外表面局部处理的微弧氧化装置》中，采用桶形储液罐，储液罐与工件的接触处有绝缘密封圈，在储液罐上固定有进液管和出液管，进液管和储液罐与电解液储液罐密封相通，储液罐顶端设计的有不锈钢阴极，与氧化电源负极相连，采用该方法可以处理超大面积的铝、镁、钛金属及其合金的表面，但是该方法只适用于平面结构的工件表面，对于处理带有焊缝、法兰面、凸台等特殊结构的构件时没有很好的解决办法；申请号为200820222787.6的使用新型专利《一种大面积钛板表面局部厚膜氧化装置》中，采用一个上部开有矩形口且底部为平面的不锈钢容器以及电源，所述不锈钢容器与置于其开口上的被处理钛板之间形成一个用于盛装电解处理液的密封空腔，不锈钢容器上设置有分别与制冷机相接且保证不锈钢容器内部电解处理液的温度在20-30℃的进液管和出液管，该专利能有效降低厚膜氧化工艺对电源功率的要求并减小电源的体积，但是有同样的弊端，只能处理平面结构的钛板。