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恒定電流密度下鋁合金的硬質陽極
來源：中國鋁材信息網(wǎng) 發(fā)布時間：2007/11/28 10:12:32
　　1　前言
　　在成都飛機工業(yè)公司與美國麥道公司合作生產MD90機頭的過程中，采用鋁合金硬質陽極氧化工藝。需滿足美方麥道工藝規(guī)范DPS10。01的要求，即成膜的電流密度為18。9A/dm2，最低不能低于9。9A/dm2，膜厚為45～55μm。而我公司及國內采用的工藝的成膜電流密度為2～6A/dm2。在較高電流密度（9。9A/dm2以上）進行陽極化時，零件的燒毀率很高，生產成本較高。因此，為達到美方的要求，且不提高生產成本，必須進行技術改造。
　　在高電流密度下形成厚膜的硬質陽極氧化主要采用以下2種方法。
　?、偻ㄟ^往電解液中添加適量的有機酸或有機化合物，以改善膜層質量，降低零件燒毀率。
　?、谕ㄟ^在不同試樣上施加不同波形的電流來改變膜的成長過程，以提高膜的質量，如交直流疊加、直流疊加方波脈沖等。
　　本文著重從改進陽極氧化電源入手，根據(jù)試樣（零件）燒毀率和美軍標MIL-A8625及美國麥道公司工藝標準DPS11。01評價膜層質量。
　　2　試驗
　　2。1　電解液配方
　　配方1：
　　硫酸　　　　 180～200g/L
　　草酸　　　　 8～15g/L
　　添加劑　　　 30g/L
　　溫度　　　　 -7～-8℃
　　配方2：
　　硫酸　　　　 280～300g/L
　　溫度　　　　 -7～-8℃
　　2。2　試樣材料及尺寸
　　2024—T3（鋁合金）　100mm×100mm ×6mm
　　7075—T6（鋁合金）　100mm×100mm ×6mm
　　2。3　工藝流程
　　裝掛→堿性清洗劑清洗→沖洗→堿腐蝕→沖洗→干燥→局部表面保護→硬質陽極化→沖洗→封閉→沖洗→干燥→拆卸→檢驗
　　2。4　電源
　?、僦绷麟娫?/DIV>
　?、谥绷鳢B加脈沖電源
　　該電源采用可控硅調壓，在直流基礎上加脈沖電流，通斷比為2。5：1。為意大利ELCA公司生產。電流波形見圖1：
　　圖1　直流疊加脈沖電源波形示意圖
　?、蹎蜗嘟恢绷鳢B加電源
　　此電源為可控硅調壓，整流器整流，主要采用直流和交流疊加在一起，正向電流與反向電流比為10∶1到8∶1。電流波形見圖2：
　　圖2　單相交直流疊加電源電流波形示意圖
　　2。5　膜層性能檢測
　　2。5。1　耐磨性試驗
　　采用24塊100mm×100mm×6mm的試樣，在Taber磨損機上負荷10N，轉速70r/min，10000次循環(huán)測得數(shù)據(jù)的平均值。
　　2。5。2　膜厚的測量
　　采用顯微鏡金相法測定。
　　3　結果與討論
　　直流電源以及直流疊加脈沖電源氧化試驗的結果見表1、2，其燒毀率是以試樣和零件氧化時燒毀的實際數(shù)據(jù)統(tǒng)計而出。由表1、2可見，在較高電流密度（9。9 A/dm2）下，在有添加劑的配方1中所得膜層比在無添加劑的配方2的燒毀率稍低，但燒毀率仍太高，無法直接應用于生產。
　　表1　直流電源下鋁合金陽極化的燒毀率
　　──────────────────────
　　                       燒毀率
　　材料　　────────────────
　　              配方方1　　　　　配方2
　　──────────────────────
　　2024—T3　　　 45%　　　　　　 50%
　　7075—T6　　　 28%　　　　　　 30%
　　──────────────────────
　　電流密度為9。9 A/dm2，電流上升時間為5 min。
　　表2　直流疊加脈沖電源下鋁合金陽極化的燒毀率
　　──────────────────────
　　　　　　　　　　    燒毀率　
      材料　　─────────────────
　　　　　　　 配方方1　　　　　　配方2
    ──────────────────────
　  2024—T3　　　 40%　　　　　　　 43%
　  7075—T6　　　 25%　　　　　　　 28%
    ──────────────────────
　　電流密度為9。9 A/dm2，電流上升時間為5、10、15 min，加入脈沖為10%、20%、30%。
　　2　在交直流疊加電源氧化的情況下，燒毀率幾乎為零。從4。4 A/dm2到9。9 A/dm2、18。9 A/dm2，不管是7075鋁合金還是含有高銅的鋁合金2024，膜層的耐磨性均達到DPS11。01和MIL-A-8625的要求。而且隨著電流密度的增
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