铝合金硬质阳极氧化工艺优选.docx

铝合金硬质阳极氧化工艺优选铝合金硬质阳极氧化工艺优选第29卷第3期2008年3月腐蚀与防护CORROSION&PROTECTIONVol.29No.3March2008铝合金硬质阳极氧化工艺优选赵建华,赵占西,李薇,李峥(河海大学机电工程学院,江苏常州213022)摘要:利用正交试验,6063铝合金硬质阳极氧化的优化工艺。试验结果表明:氧化膜的硬度影响较大。较好的氧化工艺参数为:020℃,氧化时间75min。关键词:正交试验;硬质阳极氧化;膜厚;中图分类号:TG17810052748X(2008)0320149203TofHardAnodicOxidationofAluminumAlloy6063ZHAOJian2hua,ZHAOZhan2xi,LIWei,LIZheng(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,HohaiUniversity,Changzhou213022,China)Abstract:Processparametersof6063aluminumalloyanodicoxidationwereoptimizedthroughorthogonaltest.Thecurrentdensityhadthegreatestimpactonthethicknessoftheoxidefilm,temperatureandcurrentdensityhadmoreimportantimpactonthehardnessoftheoxidefilm.Keywords:orthogonaltest;hardanodizing;filmthickness;hardness0引言铝合金硬质阳极氧化膜因其具有膜层厚、硬度高、抗腐蚀、耐高温、高压和优良的耐磨性等特点而受到广泛的重视。它特别适合于在各种恶劣环境下使用的高速运转的发动机活塞和航空、航天,光电子产业,汽车工业,海洋舰船,医疗卫生等高科技尖端领域[1]。本工作采用硫酸硬质阳极氧化,通过正交试验对硬质阳极氧化工艺参数影响氧化膜厚度、显微硬度的情况进行分析,得到了优化的工艺参数并进行了验证试验。表16063铝合金的化学成分分析结果(%)MgSiFeCuMn0.10CrZnTiAl0.45～0.900.20～0.600.350.100.100.100.10余量1.2工艺及测试方法硬质氧化工艺流程:化学除油→自来水冲洗→碱蚀→自来水冲洗→中和→自来水冲洗→硬质阳极氧化→自来水冲洗→封孔。采用北京时代之峰科技有限公司生产的TT260覆层测厚仪测定膜厚。利用涡流法原理测量非磁性基体上非导电覆盖层的厚度(N型测头)。每个试样测量5个点,去掉最大值和最小值后取平均值。使用HXD21000TC型显微硬度计测定膜层的硬度。试样按照金相试样的要求磨平、抛光。测试载荷为100g,加载时间为15s,每个数据取膜层5个不同区域的测试值,去掉最大值和最小值后取1试验部分1.1材料试验采用的电解液是含量为180g/L的硫酸。试验材料6063铝合金,其成分见表1。试样尺寸为50mm×60mm×2mm,有效氧化面积为60cm2。阳极氧化装置:GBA200A/0-25V硅整流直流电源、PVC氧化槽、FSV22F制冷压缩机、钛丝挂具、压缩空气搅拌、铅板阴极。收稿日期:2007207210;修订日期:2007209208平均值。选择氧化温度、氧化时间和电流密度3个因素,每个因素取3个水平,采用L9(34)[2]正交表进行试验设计,研究不同工艺参数对氧化层厚度和显微硬度的影响。试验因素水平见表2。?149?赵建华等:铝合金硬质阳极氧化工艺优选表2正交试验因素水平表水平123氧化温度,℃-202因素氧化时间,min607590电流密度,A/dm22.03.04.02试验结果及分析2.1氧化温度对膜厚和显微硬度的影响氧化温度对氧化膜厚度和显微硬度的影响如图1所示。随着温度的升高,能力增强,故膜层厚度减小,降。,必要手段。。本试验在-2℃进行氧化时,膜层经常出现细小裂纹,而在0℃时没有裂纹,综合考虑氧化温度对膜层硬度与脆性的影响,氧化温度以0℃为宜。图图3电流密度对膜厚和显微硬度的影响才能顺利生长。增加电流密度有助于增大氧化膜生成的电化学反应速度,从而促进了氧化膜的增厚。随着电流密度的升高,氧化膜硬度变大。这是因为提高电流密度使氧化膜生成速度加快,氧化时间缩短,膜层受到硫酸化学溶解的时间相应减少,膜层硬度也随之提高。但是若电流密度过高,则氧化图1氧化温度对膜厚和显微硬度的影响2.2氧化时间对膜厚和显微硬度的影响氧化时间对氧化膜厚度和显微硬度的影响如图2所示。氧化膜厚度随氧化时间的延长而增厚,基本呈线性关系。但氧化时间过长,膜层粗糙、疏松且易脱落。氧化时间一般不超过9