[发明专利]一种用于3D打印成形AlSi10Mg铝合金制件铬酸阳极化的工艺方法

说明书

一种用于3D打印成形AlSi10Mg铝合金制件铬酸阳极化的工艺方法。包括以下步骤：采用弱碱水基除油溶剂对工件进行除油，在对工件进行热水洗、冷水洗后，对工件进行酸脱氧；选用CrO₃+H₂SO₄+C₂H₂O₄的工艺进行铬酸阳极化；将阳极化后的工件放入K₂Cr₂O₇和C₄H₆NiO₄的混合溶液中的工件在90～100℃下浸泡60～70min；本发明使得有超细共晶组织的3D打印AlSi10Mg铝合金材料更加容易形成阳极化膜层，该工艺具有加工性能好、耐蚀能力好、耐电压高，适合于有超高要求的零件及需要后续做硬质阳极化保护的零件的特点。

技术领域

本发明涉及金属表面处理防护工程技术领域，特别是一种用于3D打印成形AlSi10Mg铝合金制件铬酸阳极化的工艺方法。

背景技术

传统的铬酸阳极化方法，由于槽液成份简单，工艺稳定成熟，在表面上获得的一层弹性较好的氧化膜，既防腐蚀，又可以显现出了组织缺陷。对铝合金材料的疲劳性能影响小。膜层较软，孔隙度低，不易染色，膜层耐蚀性好等优点而广泛用于航天、航空及海军零件上。

基于航空发动机附件零件的特性，部分铝合金制的活门及衬套仅工作区域需要进行硬质阳极化，其余部分不需要硬质阳极化且无法进行胶带类保护，故该类零件需中间膜层。

中间保护性阳极化膜层即工件先进行整体铬酸阳极化然后用机加的方法手工去除需要进行硬质阳极化的区域，然后再进行硬质阳极化。

本发明涉及的金属结构是3D打印(激光选区熔化成形)AlSi10Mg铝合金制件，由于激光选区熔化成形(SLM)是一个快速熔化快速凝固的过程，激光的光斑直径非常小(0.1mm)，成形过程中产生较小的熔池且熔池冷却速率快，这使得材料在SLM成形过程中得到超细共晶组织。其中α～Al基体相尺寸达到微米级，颗粒状的Si达到纳米级，与普通的变形铝合金、铸造铝合金的组织结构有极大的差异，因此，在阳极化成膜过程中的电化学行为具有一定的特殊性。传统的铬酸阳极化工艺方法需要进行改进。

本工艺立足于解决3D打印(激光选区熔化成形)AlSi10Mg铝合金制件铬酸阳极化工艺，在槽液配方进行改进，设法提高膜层耐压能力，使零件在硬质阳极化过程加工时间增长，保证硬质阳极化工艺要求，减少击穿现场，克服常规铬酸阳极化在含硅、镁量高的铝合金保护性膜层效果不理想的问题，使其能够顺利用于航天、航空及海军等军用产品零件上。

综上所述，现有技术存在传统的铬酸阳极化工艺不能适用于3D打印AlSi10Mg铝合金材料，需要对传统的铬酸阳极化工艺方法进行改进的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于3D打印成形AlSi10Mg铝合金制件铬酸阳极化的工艺方法。本发明使得有超细共晶组织的3D打印AlSi10Mg铝合金材料更加容易形成阳极化膜层，该工艺具有加工性能好、耐蚀能力好、耐电压高，适合于有超高要求的零件及需要后续做硬质阳极化保护的零件特点。

本发明的技术方案：一种用于3D打印成形AlSi10Mg铝合金制件铬酸阳极化的工艺方法，包括以下步骤：

a、采用弱碱水基除油溶剂对工件进行除油；弱碱水基除油溶剂是在洗涤槽里加入去离子水，再按顺序分别加入Na₃PO₄、C₆H₁₅O₃N、Na₂B₄O₇10H₂O全部溶解完成后得到弱碱水基除油溶剂，将弱碱水基除油溶剂加温至55～65℃对工件进行洗涤20～25min；

b、将经步骤a处理后的工件依次进行热水洗、冷水洗；