[发明专利]一种高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铜铝合金表面硬质氧化膜设计和应用技术领域，特别提供了一种高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法。

背景技术：

现有技术中，高铝铜合金的硬质氧化膜生产通常采用直流法或单脉冲电流法，但是这只适用于铜合金元素质量百分比含量5%以下的铝合金硬质阳极化的零件加工,当进行铜合金元素达到7%的铝合金材料硬质阳极化时,加工出的零件因电流集中和局部膜层过热而导致膜层烧蚀。

因此，人们期望获得一种技术效果优秀，特别适合于铜合金元素质量百分比含量不小于5%（以铝合金AMS4162、铝合金AMS4037、铝合金2A16为代表）的高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法。

发明内容：

本发明的目的是提供一种技术效果优秀，特别适合于铜合金元素质量百分比含量不小于5%（以铝合金AMS4162、铝合金AMS4037、铝合金2A16为代表）的高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法。具体是采用正、负脉冲恒流法，铜合金元素质量百分比含量不小于5%的铝铜合金材料零件上制得质量稳定、满足技术要求的硬质阳极化膜，要求零件在加工过程中无过热烧蚀导致零件报废等不良问题。

 

本发明提供了一种高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法，要求：铜合金元素质量百分比含量不小于5%，硬质阳极化膜层厚度为20-60um，硬质阳极化膜层显微硬度大于300Hv；其特征在于：

所述高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法具体要求是：硬质氧化膜使用硬质阳极化槽、冷冻机和电工艺槽采用正、负脉冲恒流法按照下述工艺要求进行制备：

水溶液中各成分及含量要求：硫酸H₂SO₄ ( 密度为水的1.84倍 ) ： (240~280)g/l ；铝(Al⁺³)≤20 g/l；氯离子(Clˉ) < 0.2 g/l ；温度：( -10～ -2 )℃；电流：2.5-3A/dm² ；正脉冲：20％，负脉冲：5-8％；电压值为20-45V；时间：10-60min；电极材料为Pb。

 

本发明所述高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法，还要求保护下述优选内容：

所述高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法满足下述具体要求：温度：( -8 ～ -4 )℃；正电流14A，负电流5A；正脉冲：20％，负脉冲：5-8％；电压值为30-40V；时间15-35min；制得的硬质阳极化膜层厚度为20-30um。

 

在高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法中，对被加工件依次进行下述的预处理：首先对所述高铜铝合金进行表面除油处理，然后使用热水水洗，在用冷水水洗；然后使用硝酸对被加工件进行表面活化处理，之后再使用冷水水洗；然后采用正、负脉冲恒流法进行表面硬质阳极化处理制得硬质氧化膜；

制得硬质氧化膜之后使用冷水水洗，然后再使用热水水洗；

使用材质为Pb的电极板制备硬质氧化膜时的阴阳极板面积比为1：（0.9-1.1）。

 

在高铜铝合金表面硬质氧化膜的制备方法中，被加工件材质为以下几种之一：铝合金AMS4162、铝合金AMS4037、铝合金2A16。

 

本发明的重点具体是采用自动微机控制正、负脉冲恒电流方法对铝铜合金(铜合金元素重量百分比含量不少于5%)材料零件获得的硬质阳极化膜,避免了局部膜层过热烧蚀导致的零件报废。制得的成品膜层质量稳定，满足技术要求。经过多次对铝铜合金材料试样进行加工验证,全自动微机控制电源的正、负脉冲电流值,正、负脉宽,负脉冲电流值为正脉冲电流值的20%;正脉宽20，负脉宽12。结果表明采用本方法稳定可靠,具有原方法无法替代的优点。

 

本发明将原有的直流或单脉冲电流波形改进为双脉冲电流波形，设计出独特的自动微机控制正、负脉冲恒流法，对铝铜合金(其中铜元素质量百分比含量不小于7%),在低温硫酸溶液(-8 ～ -4)℃内进行了硬质阳极化加工,制取了厚度均匀,厚度可达(20-30)um和(40-60)um，显微硬度>300Hv的硬质阳极化膜层，同时避免了零件局部烧蚀问题。

使用本发明所述的方法制备的材料表面硬质阳极化膜具有下述特点：质量稳定，零件无局部烧蚀现象，制备工艺简单，操作方便。