一种7075铝合金球形零件内表面硬质阳极化工艺方法

技术领域

本发明属于金属材料表面处理技术领域，尤其涉及一种7075铝合金球形零件内表面硬质阳极化工艺方法。

背景技术

Z9/Z19型机球座材料为7075，该零件属于一种高精度球形零件，按照设计的要求，只需对其内表面进行硬质阳极化处理，该零件硬质阳极化处理前尺寸精度较高，并且在硬质阳极化处理之后，该零件的硬质阳极化膜层硬度、厚度、内表面的直径、球心距离球面的距离、同轴度均需符合图纸的要求，不能返工及修理，硬质阳极化工艺处理不当，极易减少零件的使用寿命，会造成该零件尺寸超差，进而造成大量的零件报废。并且该零件有动配合要求，需要在飞机飞行的过程当中进行高速旋转，上述指标不能符合设计的要求，该零件在使用的过程中会发生偏磨、卡滞问题，对飞机的飞行安全造成严重影响。

发明内容

本发明解决的技术问题：该零件材料为7075的高精度尺寸球形零件，与半球形支座配合精度高，单个零件硬质阳极化区域面积为0.4dm

本发明的技术方案：

一种7075铝合金球形零件内表面硬质阳极化工艺方法，所述方法包括：

S1，使用化学纯硫酸铝钾调整硬质阳极化槽液中Al

S2，验收零件；

S3，对零件进行预除油；

S4，栓挂零件；

S5，对零件外表面涂覆绝缘隔离胶液；

S6，装挂零件；

S7，对零件表面进行碱除油；

S8，对零件进行第一次去离子水洗；

S9，对零件标表面进行脱氧处理；

S10，对零件进行第二次去离子水洗；

S11，对零件表面进行硬质阳极化处理；

S12，对零件进行第三次去离子水洗；

S13，对零件进行干燥、拆除绝缘隔离胶，并对零件硬质阳极化膜层进行质量检测。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)S2验收零件具体为：

零件表面无划伤、磕碰伤、毛刺、肉眼可视的重油污及腐蚀，表面粗糙度值Ra≤0.8。

(2)S3，对零件进行预除油，具体为：

使用蘸有酒精、丙酮、丁酮的白色棉布擦拭零件进行预除油。

(3)S4，栓挂零件，具体为：

使用直径为2mm的LY1Y铝丝装夹零件的外表面，单根铝丝沿零件的外表面缠绕一圈。

(4)S5具体为：

在零件外表面涂覆绝缘隔离胶，并保证绝缘隔离胶隔离区域与零件裸露区域接合处边缘整齐，绝缘隔离胶与零件基体粘接紧密，无气泡及漏点。

(5)S6具体为：

每次入槽零件个数为12个，每3个为1列，将缠绕3个零件的铝丝缠绕成一股，分4列栓挂在铜杠上。

(6)S7具体为：对零件表面进行碱除油，TURCO 4215NC-LT浓度37.5g/L～59.5g/L，温度：50℃～60℃，时间5min～10min；

之后使用去离子水进行冲洗，时间≥2min，之后进行水膜连续性检验，要求水膜连续保持30s之内不破裂。

(7)S9具体为：

对零件表面进行脱氧处理，保证单面腐蚀速率在20.3μm/h～25.4μm/h，铬酸浓度22.5g/L～37.5g/L，硝酸浓度：210g/L～230g/L，体积分数为40％的氢氟酸；温度：室温，时间3min～5min；

之后使用去离子水进行冲洗，时间≥2min，之后进行水膜连续性检验，要求水膜连续保持30s之内不破裂。

(8)S11具体为：

对零件表面进行硬质阳极化处理：硫酸浓度160g/L～170g/L，Al

之后使用去离子水进行冲洗，时间≥2min。

本发明的优点是：

1.使用直径为2mm的材料为LY1Y的铝丝从球形零件的外表面栓挂零件，从根本上消除球形产品内表面栓挂印，保证了膜层的连续性和完整性，同时提供了一种适用于铝合金阳极化零件栓挂的专用铝丝，该铝丝软硬适中，结构简单，易于加工，可以用于各种材料牌号、各种形状的铝合金零件的装挂，还可以缠绕制成弹簧，专门用于铝合金铬酸阳极化、硫酸阳极化、硬质阳极化、硼硫酸阳极化、酒石酸硫酸阳极化等阳极化处理过程中的零件装挂，可以有效降低生产成本，也可以有效减少零件在阳极化过程中的打电烧伤问题。

2.工艺方法简单易操作，采用直流硬质阳极化处理方式，首次提出在工艺过程中按照硬质阳极化槽体体积、阴极面积及零件硬质阳极化前内径尺寸，精准控制入槽零件个数及栓挂排列方式，保证硬质阳极化处理过程中阴极面积与阳极面积的相符性及单个零件上电流分布的均匀性。在硬质阳极化软起阶段之后，可以调整电流以控制每5min之内的电压涨幅，对电压涨幅进行了规定，从而还有效地控制了硬质阳极化处理的最终时间，保证在硬质阳极化处理过程中不同表面膜层沉积与溶解速率相当，保证了膜层厚度的均匀性。使不同的操作人员均能立即掌握该硬质阳极化处理方法，具有极高的推广性和实用性。

3.提出使用硫酸铝钾(化学纯)调整硬质阳极化槽液的方法曲线，为其他材料硬质阳极化处理提供理论及实践参考，找到硬质阳极化槽液当中Al

4.及大地降低了节约成本，本专利提供了一种高精度铝合金零件的硬质阳极化工艺方法，只进行硬质阳极化处理既能满足设计要求，不需要进行额外的加工处理，减少了零件的报废率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的Al

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。

该零件材料为7075的高精度尺寸球形零件，与半球形支座配合精度高，单个零件硬质阳极化区域面积为0.4dm

本发明实施例提供一种7075高精度铝合金球形零件硬质阳极化工艺方法，精准控制槽液成分(包括硫酸浓度、Al

工艺路线为：使用硫酸铝钾调整硬质阳极化槽液中的Al

其中，使用化学纯硫酸铝钾调整硬质阳极化槽液中Al

具体硬质阳极化工艺处理步骤为：

步骤1.验收零件：零件表面无划伤、磕碰伤、毛刺、肉眼可视的重油污及腐蚀，表面粗糙度Ra值≤0.8。

步骤2.预除油：提供干净、清洁的金属基体，使用蘸有酒精、丙酮、丁酮的白色棉布擦拭零件进行预除油。

步骤3.栓挂零件：使用直径为2mm的LY1Y的铝丝装夹零件的外表面，单根铝丝延零件的外表面缠绕一圈即可。

步骤4.涂覆绝缘隔离胶液：在外表面涂覆绝缘隔离胶，并保证绝缘隔离胶隔离区域与零件裸露区域接合处边缘整齐，绝缘隔离胶与零件基体粘接紧密，无气泡及漏点。

步骤5.装挂零件：每次入槽零件个数为12个，每3个为1列(将缠绕3个零件的铝丝缠绕成一股)，分4列栓挂在铜杠上，(注：该槽体积为2000L，槽体尺寸为2m×1m×1m，阴极面积为1.8m

步骤6.碱除油：对零件基体表面进行碱除油，TURCO 4215NC-LT浓度37.5g/L～59.5g/L，温度：50℃～60℃，时间5min～10min。之后使用去离子水进行冲洗，时间≥2min，之后进行水膜连续性检验，要求水膜连续保持30s之内不破裂。

步骤7.脱氧酸洗：对基体表面进行脱氧处理，保证单面腐蚀速率在20.3μm/h～25.4μm/h,铬酸浓度22.5g/L～37.5g/L，硝酸浓度：210g/L～230g/L，体积分数为40％的氢氟酸：按腐蚀速率的需求添加。温度：室温，时间3min～5min。之后使用去离子水进行冲洗，时间≥2min，之后进行水膜连续性检验，要求水膜连续保持30s之内不破裂。

步骤8.对基体表面进行硬质阳极化处理：硫酸浓度160g/L～170g/L，Al

步骤9.干燥：使用干燥、无油、无水的压缩空气吹干零件或室温下自然晾干。

步骤10.拆除隔离防护绝缘隔离胶。

步骤11.硬质阳极化膜层质量检测：包括硬质阳极化膜层硬度、厚度、零件内表面的直径、球心距离球面的距离、同轴度。

具体实施方法示例：

选取12个球座零件，零件表面粗糙度Ra值为0.7，每3个为1列,分4列栓挂在铜杠上；使用蘸有丁酮的白色棉布擦拭零件进行预除油；栓挂零件：使用直径为2mm的LY1Y的铝丝装夹零件的外表面，单根铝丝延零件的外表面缠绕一圈即可；涂覆绝缘隔离胶液：在外表面涂覆绝缘隔离胶，并保证绝缘隔离胶边缘整齐，粘接紧密，无漏点。将12个零件装挂入槽，每3个为1列(将缠绕3个零件的铝丝缠绕成一股)，分4列栓挂在铜杠上；进行碱除油：TURCO4215NC-LT浓度为45.5g/L，温度为55.2℃，时间为8min，之后使用去离子水进行冲洗，时间为3min，之后进行水膜连续性检验，水膜连续保持30s之内未破裂；水膜检查合格后进行脱氧酸洗：添加体积分数为40％的氢氟酸15.L，单面腐蚀速率为22.7μm/h,铬酸浓度为32.8g/L，硝酸浓度为220g/L，温度为室温，时间为4min；之后使用去离子水进行冲洗，时间3min，之后进行水膜连续性检验，水膜连续保持30s之内未破裂；水膜检查合格后硬质阳极化处理：硫酸浓度为168g/L，Al

表1

本发明的优点是：

1.使用直径为2mm的材料为LY1Y的铝丝从球形零件的外表面栓挂零件，从根本上消除球形产品内表面栓挂印，保证了膜层的连续性和完整性，同时提供了一种适用于铝合金阳极化零件栓挂的专用铝丝，该铝丝软硬适中，结构简单，易于加工，可以用于各种材料牌号、各种形状的铝合金零件的装挂，还可以缠绕制成弹簧，专门用于铝合金铬酸阳极化、硫酸阳极化、硬质阳极化、硼硫酸阳极化、酒石酸硫酸阳极化等阳极化处理过程中的零件装挂，可以有效降低生产成本，也可以有效减少零件在阳极化过程中的打电烧伤问题。

2.工艺方法简单易操作，采用直流硬质阳极化处理方式，首次提出在工艺过程中按照硬质阳极化槽体体积、阴极面积及零件硬质阳极化前内径尺寸，精准控制入槽零件个数及栓挂排列方式，保证硬质阳极化处理过程中阴极面积与阳极面积的相符性及单个零件上电流分布的均匀性。在硬质阳极化软起阶段之后，可以调整电流以控制每5min之内的电压涨幅，对电压涨幅进行了规定，从而还有效地控制了硬质阳极化处理的最终时间，保证在硬质阳极化处理过程中不同表面膜层沉积与溶解速率相当，保证了膜层厚度的均匀性。使不同的操作人员均能立即掌握该硬质阳极化处理方法，具有极高的推广性和实用性。

3.提出使用硫酸铝钾(化学纯)调整硬质阳极化槽液的方法曲线，为其他材料硬质阳极化处理提供理论及实践参考，找到硬质阳极化槽液当中Al

4.及大地降低了节约成本，本专利提供了一种高精度铝合金零件的硬质阳极化工艺方法，只进行硬质阳极化处理既能满足设计要求，不需要进行额外的加工处理，减少了零件的报废率。