[发明专利]中介机匣局部硬质阳极化的保护方法

说明书

本发明涉及表面处理技术领域，具体涉及中介机匣局部硬质阳极化的保护方法，依次包括如下步骤：镀前检查、准备夹具、装挂与绝缘、有机溶剂擦拭除油、硬质阳极化、去除绝缘物、中间检验、绝缘保护、除油腐蚀、光泽处理、硫酸阳极化、除绝缘物、填充；该方法避免了使用硫酸阳极化面做为绝缘保护面时被击穿的问题，简单有效，具有绝缘保护耗时较其他绝缘方式短，容易拆卸等特点。

技术领域

本发明涉及表面处理技术领域，具体涉及中介机匣局部硬质阳极化的保护方法。

背景技术

航空发动机中的中介机匣，该零件为重要件，结构复杂、加工难度大、周期长、价值高，零件报废严重影响生产交付。为铸造铝合金，要求对φ48.53的孔进行局部硬质阳极化，其余表面硫酸阳极化；传统方法先进行硫酸阳极化后再对孔进行局部硬质阳极化，由于硬质阳极化时电压较高，边沿处电流集中，易造成硫酸阳极化膜层被击穿，致使硫酸阳极化表面有硬质阳极化膜层，不符合设计图纸要求。该零件机加表面粗糙度要求高，返修会造成表面粗糙度达不到要求，造成零件报废。

中介机匣零件材料为ZL101A，内孔M面进行硬质阳极化，厚度(20～50)μm，硬质阳极化膜层的硬度应≥250HV，与其相邻表面允许有硬质阳极化膜层，其余面进行硫酸阳极化。零件示意图见图3，该零件结构复杂，有大量的孔和内部空腔，既有机加表面，又有非机加表面，M孔硬质阳极化是为了提高材料的耐磨性，其余表面硫酸阳极化是为了防腐和作为漆层的底层。为了一个零件实现两种膜层，也有人提出先用橡胶塞保护M面，其余表面硫酸阳极化，然后利用阳极化膜层填充后具有绝缘性的特点，以硫酸阳极化面做绝缘保护面，填充后进行M面硬质阳极化，其大致工艺流程为：镀前检查→准备夹具→装挂与绝缘→除油腐蚀→光泽→硫酸阳极化→填充→硬质阳极化→填充→检验。由于硬质阳极化时电压较高，在边缘及尖端处容易电流集中，使得零件局部过热，导致边缘及尖端的硫酸阳极化面被击穿而被硬质阳极氧化，表征是硫酸阳极化膜层发黑，无法达到特有金黄色的要求；且硬质阳极化膜层返工会影响零件精加工表面的粗糙度，导致零件报废。

并且，本领域技术人员也知道铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用，在铝制品上形成一层氧化膜的过程称为阳极化。在阳极同时发生阳极化膜层的形成及溶解，其反应过程如下：

阳极：2Al+3H₂O→Al₂O₃+6H⁺+6e

Al₂O₃+6H⁺→2Al³⁺+3H₂O

阴极：3H₂O+6e→3H₂+6OH^-

硬质阳极氧化是一种厚膜阳极氧化工艺，氧化膜最大厚度可达250μm，膜层硬度高，因膜层有孔隙，可吸附各种润滑剂，增加了减磨能力；硫酸硬质阳极化是铝在硫酸溶液中通过电流，带负电的阴离子迁移到阳极表面失去电子放电，金属铝失去电子变为三氧化二铝的过程，它具有以下几个特点：①为了保证膜层厚度，阳极氧化处理时间比较长，一般在1h左右，膜层厚越厚，同等电流密度下，阳极处理时间越长。②阳极化过程中存在电解成膜及化学溶解的过程，同时为了降低溶解速率，增加膜层厚度，硫酸硬质阳极化大都采用有较低的温度，一般在0℃以下。③当氧化膜厚度超过一定值后，铝阳极的过热现象突出，从而加速了氧化膜的化学溶解，当膜的溶解速度与成膜速度相等时，即达到了新的平衡，阻止了阳极氧化膜层的继续增长。当氧化膜厚度超过一定值后，铝阳极的过热现象突出，容易出现尖端放电、局部烧蚀的情况。④硬质阳极化膜层随着厚度的增加会增加尺寸，一般要通过研磨的方式保证零件的最终尺寸。⑤阳极化膜层的厚度是由多孔型阳极化膜总厚度加上阻挡层的膜层厚度，一般来说阻挡层的厚度相对多孔层小很多，一般可以忽略不计。因此存在质量较低、时间较长，温度条件要求较为苛刻等缺陷。

发明内容