專利名稱：微弧氧化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用微弧氧化在產(chǎn)品表面生成膜層的方法。
背景技術(shù)：
微弧氧化屬于等離子體電解沉積技術(shù)，是一項在有色 金屬表面原位生長陶瓷膜的新技術(shù)，陶瓷膜一般也叫無機(jī)膜，主要材 料是性能穩(wěn)定的TiO和A1203,這些材料通過溶膠凝膠法形成膜層。 原位生長是指膜層是在基體表面直接從基體轉(zhuǎn)化生成的，不同于電
鍍、陶瓷噴涂等把外來物料涂覆在金屬表面形成的膜層；陽極氧化膜
同基體結(jié)合良好，但不具備陶瓷膜的高耐磨損及耐腐蝕性能。微弧氧 化直接把基體金屬氧化燒結(jié)成氧化物陶瓷膜，不從外部引入陶瓷物 料，使微弧氧化膜既有陶瓷膜的高性能，又保持了陽極氧化膜。與基 體的結(jié)合力。在微弧陽極化的過程中，微弧區(qū)瞬間高溫?zé)Y(jié)作用使微
弧氧化膜具有晶態(tài)氧化物陶瓷相Y -A1203和ci - A1203結(jié)構(gòu)，這使微弧 氧化膜性能遠(yuǎn)高于陽極氧化膜的性能。
目前，微弧氧化難實現(xiàn)大面積零件表面均勻的陶瓷膜層， 一次性 處理面積小，生產(chǎn)效率低，成本高，尤其是對較大平面零件的處理能 力低，達(dá)不到膜層均勻，因為解決這些問題的關(guān)鍵在于電源，而要發(fā) 展處理大面積的電源，需要很高的研制費用，還須配備龐大的冷卻系 統(tǒng)。例如，設(shè)電流密度為15A/dm4f，要想一次性處理100dm2面積， 則電源的輸出電流將高達(dá)1500A，而且電壓需要在200V以上，頻率 300HZ的電源，研制這樣的電源投入費用太大。目前，市面上銷售的
3電源的最大輸出電流為300A，微弧過程即使在理想狀態(tài)下，最大處 理面積也只有20dm2左右。
目前，微弧氧化工藝零件清洗除油(可以選用弱堿性洗滌劑) ——裝夾——微弧氧化——水洗——打磨(根據(jù)需要)——封閉(根 據(jù)需要)。
常規(guī)的微弧氧化工序中，是將零件完全浸放在槽液中進(jìn)行的，使 用的電源的輸出電流為20A，用這個電源處理平板狀零件的最大面積 為ldi^左右，而且即使是ldn^的面積的零件，膜層要達(dá)到均勻化也 是較困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)省投入、在較大面積上獲 得均勻的微弧氧化膜層的微弧氧化方法；本發(fā)明的目的是通過下述技 術(shù)方案實現(xiàn)的微弧氧化方法，其步驟如下
1) 、制造固定零件工裝根據(jù)零件的形狀，制造配套的工裝；
2) 、將固定零件工裝裝在鍍槽中固定零件并進(jìn)行調(diào)整
(1) 調(diào)整陰極極板與零件即陽極之間的距離，陰陽極之間的距離
為30 40mm;
(2) 對陰極的處理用海綿將陰極包裹；
3) 、在鍍槽內(nèi)裝循環(huán)輸液裝置循環(huán)輸液裝置由泵和管路構(gòu)成，
循環(huán)輸液裝置的管路出口中裝陰極；
4) 、微弧氧化處理陰極在待成膜的零件表面上方進(jìn)行往復(fù)運動， 運動速度7 10mm/S，當(dāng)零件寬度大于陰極極板寬度時，下一次的陰 極極板運動軌跡寬度與上一次陰極極板運動軌跡寬度重疊1/3;電源采用先直流后交流的電源，相隔30分鐘自動轉(zhuǎn)換，直流電流密度為 2A/dm2，交流平均電流密度為4A/dm2，脈沖波形為方波；槽液硅 酸鈉6.6g/L、檸檬酸鈉5g/L、其余為去離子水；
5)用自來水進(jìn)行沖洗室溫，沖洗l 3min ; 6)、用水磨砂紙打磨。
本發(fā)明的優(yōu)點可以用較小功率的電源，在較大零件表面上獲得
滿足要求的微弧氧化摸，節(jié)省了成本的投入；還可以對局部微弧氧化 膜層缺陷進(jìn)行修補。


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圖1是常規(guī)微弧氧化過程示意圖2是本發(fā)明的微弧氧化方法的氧化過程的裝置示意圖。 圖中1、陽極即零件2、陰極3、電源4、鍍槽 5、 固定零件工裝6、海綿7、循環(huán)輸液裝置8、手柄9、電機(jī)
具體實施例方式微弧氧化方法，其步驟如下
1) 、制造固定零件工裝根據(jù)零件的形狀，制造配套的工裝；
2) 、將固定零件工裝裝在鍍槽中固定零件并進(jìn)行調(diào)整-
(1) 調(diào)整陰極極板與零件即陽極之間的距離，陰陽極之間的距離
為30 40mm;陰\陽極之間距離不宜太近，太近了易在零件即陽極上產(chǎn) 生電弧放電,易灼燒零件表面呈坑狀；極板間距離太遠(yuǎn)，則生成膜層 的速率過低。
(2) 對陰極的處理用海綿將陰極包裹，防止短路、灼傷零件和 和儲存槽液；3) 、在鍍槽內(nèi)裝循環(huán)輸液裝置循環(huán)輸液裝置由泵和管路構(gòu)成， 循環(huán)輸液裝置的管路出口中裝陰極，使新鮮槽液能夠通過陰極不間斷 的流動到陽極即零件表面，使陰極與陽極即零件表面始終保持一個水
膜層；
4) 、微弧氧化處理陰極在待成膜的零件表面上方進(jìn)行往復(fù)運動，
運動速度7 10mm/S，當(dāng)零件寬度大于陰極極板寬度時，下一次的陰 極極板運動軌跡寬度與上一次陰極極板運動軌跡寬度重疊1/3，陰極 極板的大小以0.5 ldm2為宜，如此往復(fù)運動，膜層將不斷增厚；電 源采用先直流后交流的電源，相隔30分鐘自動轉(zhuǎn)換，直流電流密 度為2A/dm2，交流平均電流密度為4A/dm2，脈沖波形為方波，直流 生成的膜層不是陶瓷相結(jié)構(gòu)，而交流生成的膜層是陶瓷相結(jié)構(gòu)；槽液 硅酸鈉6.6g/L、檸檬酸鈉5g/L、其余為去離子水；
5) 用自來水進(jìn)行沖洗室溫，沖洗l 3min;
6)、用水磨砂紙打磨。手工打磨可以去除表面疏松膜層，直至 表面呈現(xiàn)均勻的灰黑色；疏松層是容易去除的，疏松層下的致密層用 手工方法去除不掉。 實施例一
對600mmX 100mm的平板零件的微弧氧化處理，步驟如下
1) 、制造固定零件工裝固定零件工裝制成平面狀，便于固定平 面零件；
2) 、將固定零件工裝裝在鍍槽中固定零件并進(jìn)行調(diào)整將制成平 面的工裝裝在鍍槽中，將平面零件裝在固定零件工裝上，將陰、陽極之間的距離調(diào)整為30mm，用海綿將陰極包裹，用厚度8 15mm左右 的海綿包裹陰極極板；
3 )、在渡槽內(nèi)裝循環(huán)輸液裝置循環(huán)輸液裝置采用泵和管路構(gòu)成， 將陰極極板裝在循環(huán)輸液裝置出口的管路中，使出口的槽液包圍陰極 極板，微弧氧化處理過程使槽液在陰極極板軌跡中構(gòu)成均勻的液膜 層；泵和管路均為常用產(chǎn)品；
4) 、微弧氧化處理
電源采用先直流后交流的電源，相隔30分鐘自動轉(zhuǎn)換，直流 電流密度為2A/dm2，交流平均電流密度為4A/dm2，脈沖波形為方波； 槽液硅酸鈉6.6g/L、擰檬酸鈉5g/L、其余為去離子水； 陰極在待成膜的零件表面上方進(jìn)行往復(fù)運動，運動速度7mm/S， 當(dāng)零件寬度大于陰極極板寬度時，下一次的陰極極板運動軌跡寬度與 上一次陰極極板運動軌跡寬度重疊1/3;陰極往復(fù)運動可以手握手柄 人工移動，也可以用常用的電機(jī)帶動；不論人工移動或電機(jī)帶動按設(shè) 計好的軌道運動；當(dāng)火花(微弧)漸稀時，結(jié)束微弧氧化，生成的膜 厚滿足技術(shù)要求，此時膜厚度在35~45 ix m;
5) 用自來水進(jìn)行沖洗室溫，沖洗l 3min;
6) 、用水磨砂紙打磨。 實施例二
將步驟2)中的陰、陽極之間的距離調(diào)整為35mm，步驟4)中 陰極在待成膜的零件表面上方進(jìn)行往復(fù)運動，運動速度為8.5mm/S， 其余步驟與實施例一相同，獲得的微弧氧化膜滿足技術(shù)要求。實施例三
將步驟2)中的陰、陽極之間的距離調(diào)整為40mm，步驟4)中 陰極在待成膜的零件表面上方進(jìn)行往復(fù)運動，運動速度為10mm/S， 其余步驟與實施例一相同，獲得的微弧氧化膜滿足技術(shù)要求。
用常規(guī)方法對600mmX IOO腿的平板狀零件的微弧氧化時，由于 所用電源的功率小，零件中心部位與周邊部位的膜層厚度相差較大， 因零件周邊電力線較集中，膜層厚度厚，硬度高，而中心部位的厚度 和硬度均達(dá)不到要求。
權(quán)利要求
1、微弧氧化方法，其步驟如下1)、制造固定零件工裝根據(jù)零件的形狀，制造配套的工裝；2)、將固定零件工裝裝在鍍槽中固定零件并進(jìn)行調(diào)整(1)調(diào)整陰極極板與零件即陽極之間的距離，陰陽極之間的距離為30～40mm；(2)對陰極的處理用海綿將陰極包裹；3)、在鍍槽內(nèi)裝循環(huán)輸液裝置循環(huán)輸液裝置由泵和管路構(gòu)成，循環(huán)輸液裝置的管路出口中裝陰極；4)、微弧氧化處理陰極在待成膜的零件表面上方進(jìn)行往復(fù)運動，運動速度7～10mm/S，當(dāng)零件寬度大于陰極極板寬度時，下一次的陰極極板運動軌跡寬度與上一次陰極極板運動軌跡寬度重疊1/3；電源采用先直流后交流的電源，相隔30分鐘自動轉(zhuǎn)換，直流電流密度為2A/dm2，交流平均電流密度為4A/dm2，脈沖波形為方波；槽液硅酸鈉6.6g/L、檸檬酸鈉5g/L、其余為去離子水；5)用自來水進(jìn)行沖洗室溫、沖洗1～3min；6)、用水磨砂紙打磨。
全文摘要
微弧氧化方法，是在產(chǎn)品表面生成膜層的方法；解決微弧氧化投入成本高；微弧氧化方法，步驟1.制造固定零件工裝2.將工裝裝在鍍槽中并固定零件及進(jìn)行調(diào)整陰極與零件之間為30～40mm；用海綿將陰極包裹；3.在鍍槽內(nèi)裝循環(huán)輸液裝置循環(huán)輸液裝置的管路出口中裝陰極；4.微弧氧化處理陰極7～10mm/S速度在零件表面上方進(jìn)行往復(fù)移動，零件寬度大于陰極極板寬度時，下一次陰極移動軌跡寬度與上一次陰極移動軌跡寬度重疊1/3；電源采用先直流后交流的電源，相隔30分鐘自動轉(zhuǎn)換；槽液硅酸鈉6.6g/L檸檬酸鈉5g/L其余為去離子水；5.用水沖洗；6.打磨；優(yōu)點成本投入少，可對較大零件進(jìn)行微弧氧化處理。
文檔編號C25D11/02GK101503812SQ200910010300
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者于新年, 紅 夏, 孫福權(quán), 鋼 徐, 坤 紀(jì), 葛鑄錄, 蔡衛(wèi)華 申請人:沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司;大連微弧氧化新技術(shù)有限公司