專利名稱：一種鋁及鋁合金硬質陽極氧化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁及鋁合金硬質陽極氧化方法，屬于有機物合成和恒流法電化學領域。
背景技術：
工廠多年一直使用硫酸型和草酸型鋁及鋁合金硬質陽極氧化工藝，因硫酸型工藝存在硬度較低，而草酸型零件燒蝕率較高，高達12%以上，一直影響產品質量的提高。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種鋁及鋁合金硬質陽極氧化方 法，其技術方案具體為
采用乳酸、檸檬酸和含蒽的自制添加劑的混合溶液作為電解液，或者僅采用含蒽的自制添加劑作為電解液；
其中，乳酸、檸檬酸和自制添加劑的比例為(25 45 )g/L : (35 55 )g/L : (20 40 )g/L，余量為蒸餾水；
自制添加劑是蒽硫酸按體積比計為(O. 40 O. 45) :I的混合液。進一步地，優(yōu)選的方法是，自制添加劑制作需要如下合成步驟
(1)稱取一定體積的蒽倒入不銹鋼桶內，再按體積比稱取蒽硫酸為(O.40 O. 45) 1的硫酸倒入不銹鋼桶內；
(2)對上述混合液采用油浴加熱，并不停攪拌，使油溫保持在160 165°C之間，持續(xù)時間不超過6 min ；
(3)攪拌不銹鋼桶中的溶液，直至無氣泡產生，即可得到自制添加劑。進一步地，優(yōu)選的方法是，在對鋁及鋁合金進行陽極氧化過程中，每3 5 min調整一次電流，分5 6次調整到規(guī)定值。本發(fā)明采取上述技術方案以后，得到的鋁及鋁合金表面膜層硬度高，零件燒蝕率低，電解液不需調整。經試用，該方法比傳統(tǒng)的硫酸型、AHS-草酸型硬質陽極氧化方法具有溶液穩(wěn)定、成品率高、燒蝕率低的特點。本發(fā)明的技術方案解決了傳統(tǒng)陽極氧化方法得到的膜層外觀呈現(xiàn)黃黑條紋的技術問題，利用本發(fā)明方法得到的膜層外觀為均勻的灰黑色至黑色，特別適用于光學儀器需要耐磨的鋁合金零件。該方法可廣泛應用于需要耐磨、耐腐蝕的鋁合金加工的零件，可用于航天、航空、汽車、電動車、光電儀器等鋁及鋁合金的表面防腐和耐磨的需要。溶液采用小分子有機酸，對環(huán)境無污染，具有很好的推廣應用價值。


下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述，以使得本發(fā)明的上述優(yōu)點更加明確。
圖I是本發(fā)明的鋁及鋁合金零件的一種掛具 圖2是本發(fā)明的鋁及鋁合金零件的另一種掛具 圖3為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。本發(fā)明選擇有機酸和蒽混合形成的自制添加劑對鋁及鋁合金進行硬質陽極氧化處理，適用于表面硬度不小于400HV的鋁合金零件，該方法一般在常溫下進行。優(yōu)選地，采用乳酸、檸檬酸和含蒽的自制添加劑的混合溶液作為電解液，或者僅采用含蒽的自制添加劑作為電解液；其中，乳酸、檸檬酸和自制添加劑的比例為(25 45) g/L : (35 55) g/L : (20 40) g/L,余量為蒸懼水；自制添加劑是蒽硫酸按體積比計為(O. 40 O. 45) :I的混合液。優(yōu)選地，根據零件的質量，電解液各成分乳酸、檸檬酸和/或自制添加劑每季度或每半年，按配槽量的1/3或1/2添加。優(yōu)選地，合成自制添加劑的步驟為
(I)稱取計算量的蒽，加入不銹鋼桶內，將桶安裝在盛有機械油的鍋內，安放在電爐上。再按體積比蒽硫酸為(O. 40 O. 45) 1將合格的硫酸緩慢到入桶內，快速攪拌。(2)打開電爐，加熱油浴，并不斷攪拌。油溫升至160°C左右，通過調壓器，使油溫恒定在160 °C 165°C之間。(3)油溫升至160°C左右，開始保溫計時，反應持續(xù)時間不能超過6min。否則碳化。(4)反應結束后，將不銹鋼桶從電爐上取下來，繼續(xù)攪拌至基本無氣泡產生，即得到合格的添加劑。整個過程在有抽風的條件下進行。每次合成少量多次進行。其中，乳酸可擴大槽液溫度上限值，使鋁及鋁合金能在常溫下氧化；檸檬酸在溶液中起緩沖作用，其含量高低影響氧化膜硬度和耐磨性；自制添加劑影響氧化膜硬度，含量高，氧化膜硬度高，燒蝕率高。對生產過程中不同形狀的鋁及鋁合金零件應該采取不同的裝掛方式，根據不同形狀的零件做專用掛具，一般有兩種形式，如圖I和2所示。其中，圖I中的掛具適合形狀結構復雜、有小孔的零件，圖2中的掛具適合圈類零件。陽極氧化過程中，給電次數(shù)的多少影響到零件的燒蝕率。本發(fā)明中，將給電次數(shù)由現(xiàn)有技術中的每5min調一次電流，共4次調整到規(guī)定值調整為每3 5min調一次電流，分5 6次調整到規(guī)定值，使給電方式更趨于穩(wěn)緩，降低零件燒蝕率。實施例I :開啟槽液降溫和攪拌裝置，將槽溫降至0°C左右，將裝適量鋁及鋁合金零件的掛具下槽，進行導電，按計算好的最小電流開啟電源，每3 5min調整一次電流，調整5 6次至規(guī)定值,恒流至氧化結束。鋁及鋁合金硬質陽極氧化的工藝流程見圖3，其流程順序為
超聲波除油一硝酸出光一上掛具一下槽一脈沖電源或恒流電源一流動冷水洗一熱水燙一烘干一交驗一包裝及裝箱。需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本發(fā)明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本發(fā)明的保護范圍內。
本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種鋁及鋁合金硬質陽極氧化方法，其特征在于采用乳酸、檸檬酸與自制添加劑的混合溶液作為電解液，或僅采用自制添加劑作為電解液； 其中，乳酸、檸檬酸和自制添加劑的比例為(25 45 )g/L : (35 55 )g/L : (20 40 )g/L，余量為蒸餾水； 自制添加劑是蒽硫酸按體積比計為(O. 40 O. 45) :I的混合液。
2.根據權利要求I所述的鋁及鋁合金硬質陽極氧化方法，其特征在于合成自制添加劑的步驟為 (1)稱取一定體積的蒽倒入不銹鋼桶內，再按體積比稱取蒽硫酸為(O.40 O. 45) : I的硫酸倒入不銹鋼桶內； (2)對上述混合液采用油浴加熱，并不停攪拌，使油溫保持在160°C 165°C之間，持續(xù)時間不超過6 min ； (3)攪拌不銹鋼桶中的溶液，直至無氣泡產生，即得到自制添加劑。
3.根據權利要求I所述的鋁及鋁合金硬質陽極氧化方法，其特征在于在對鋁及鋁合金進行陽極氧化過程中，每3 5 min調整一次電流，分5 6次調整到規(guī)定值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁及鋁合金硬質陽極氧化方法，采用乳酸、檸檬酸和含蒽的自制添加劑作為電解液，或者僅采用含蒽的自制添加劑作為電解液，并改進鋁及鋁合金零件在電解過程中的裝掛方式，針對不同形狀的零件采用不同的裝掛方式；同時，增加電解過程中的給電次數(shù)。采用本方法得到的氧化膜層外觀均勻，且呈灰黑色至黑色，比普通硫酸陽極氧化膜具有硬度高、耐磨耐腐蝕性好的優(yōu)點，具有較好的技術效果。
文檔編號C25D11/10GK102899700SQ20111020744
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權日2011年7月25日
發(fā)明者任清, 羅中礦, 劉書強, 楊長玉, 馮繼紅, 薛新華 申請人:河南平原光電有限公司