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1、硬质 阳极氧化 工艺要点铝及其合金在相应的电解液中,在特定的工作条件下,在外加电流的作用下,在阳极上形成氧化膜的过程,称做 阳极氧化 .活塞合金经氧化反应后生成 A12O3氧化膜 ,该膜硬度很高 ,维氏显微硬度可达250-500kg/mm2,故 称 硬 质 阳 极 氧 化 。 该 氧 化 膜 熔 点 高 达2050 , 导 热 系 数 小 于0.16w/m2 k,可使活塞顶部燃烧室承受瞬时高温,并可起绝热作用.经实践证明 ,用直流电源进行 阳极氧化 可以得到优质氧化膜。 鉴于氧化膜具有较强的绝缘性 ,其形成过程随膜层的增厚而电阻增大,电流减小 ,因此 ,应选用经专门设计的可控硅整流电源供电,方
2、可满足工艺要求。硬质 阳极氧化 工艺氧化膜生成过程中发生放热反应和氢气排放。放热致使电解液温度急剧上升而加速氧化膜的溶解,倘若不能及时排除,局部表面会被烧蚀而发白 ,膜层疏松。控制与制订溶液温度参数决定着氧化工艺的成败。氢气的排除不容忽视,否则在氧化过程中将产生气阻,增大电阻 ,使电压急剧上升而中断氧化过程.因而设计合理而先进的氧化工艺装备也是至关重要的 . 常规硬质 阳极氧化 工艺我国活塞行业利用阳极氧化 工艺源于 80 年代初 .国外起始于 50 年代 ,到60 年代后半期氧化膜厚达90 m.维氏硬度 HMV400kg/mm2以上 ,且有专业化、大批量的生产线。现行的常规氧化工艺为: 采用
3、单位溶剂配制电解液, 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 溶液温度在 273K以下 , 非氧化部位涂绝缘漆和整体密封保护电流密度 P5A/dm2,电压 40-90v;氧化时间 1-l.5h,活塞横卧式装挂在电解槽内。上述工艺存在如下不足: a. 活塞需全密封 ,装卸活塞需 3-5min,且塑制螺栓使用寿命较短; b. 导电较易产生接触不良,导致接触部分击穿或烧伤; c. 涂绝缘漆比较麻烦 ,且不易保持很规则的轮廓;
4、d. 氧化时间太长 ,生产率极低 ,难以实现自动化生产。快速硬质 阳极氧化鉴于常规硬质 阳极氧化 的不足 ,我们结合出国考察的经验并参阅相关情报资料 ,自行设计制造了一条年产l5 万只可与机加工生产线同步的半自动活塞 阳极氧化 生产线 ,现已批量生产。 快速硬质 阳极氧化 的主要特点是冲破传统认识 ,越过氧化一焦化曲线,采用有效手段制止氧化膜的溶解,从而达到 80-l00 m/min氧化膜生长速率 ,实现快速 阳极氧化 。工艺过程工艺过程为上挂-化学除油 -冷水清洗 -热水清洗 -烘干 -下挂 -气动装夹活塞-氧化反应 - 卸活塞 -上挂 -冷水清洗一热水清洗-封闭处理 - 烘干 -上油包装。
5、对上述工艺过程我们取消了酸蚀、光化处理及绝缘处理,在化学除油槽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 液配方上进行专门研制,集除油、光化于一体,简化了工艺 ,实践证明可行 .活塞顶面非氧化部位设有采用传统的涂2-3次绝缘漆的方法 ,而是利用本工艺特点在设计兼作保护套用的绝缘定位胎具时,设计仿形的定位胎和耐腐蚀性仿形密封垫。操作方法活塞经清洗干净后,放入氧化槽定位胎内,打开气缸阀门使活塞定位准确并夹紧 ,确保接触良好 .启
6、动充液耐蚀泵,使氧化槽内液而高于顶面即可启动氧化电源 ,氧化电源置于 “ 自动 ” 状态 ,氧化过程按输入的电流电压曲线运行,氧化结束后自动报警并切断电源停止氧化,若中途电压、 电流波动 ,将自动报警并断电保护,氧化结束即松开气缸,取出活塞进行清洗和封闭处理。主要工艺参数电流密度 (A/m2) 0-l2000 槽端电压 (V) 0-l00 电解液温度 () 5-l5 氧化时间 (min/工位 ) 3-5 电解液硫酸浓度 (g/L) 200-250 主要设备主要设备有数控数整电源、冷冻机、冷冻箱、氧化槽、7 工位清洗槽、 5工位烘干器、半自动悬挂行车等,占地面积 l20m2 。名师资料总结 -
7、- -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 注意事项a. 氧化过程应密切注意槽液温度变化。若工作过程槽液温度达到10 以上应停止氧化 ,采取降温措施。b. 冷冻机应由专人严格按操作规程操作,否则有可能出现严重安全事故。c. 应注视氧化过程中电流、电压参数的变化,如电流突然增加 ,电压下降 ,或电压突然急升都要立即关闭电源,不过本整流控制柜会自动报警和自动切断氧化电源。d. 槽液应严加保护 ,防止油污及其他杂质污染a 槽液应定期化验、 调整和电
8、化学处理。质量检验标准与检测仪器HB5057铝及铝合金硬质阳极氧化 膜层质量检验标准规定: 外观a. 颜色应为灰色、暗灰色、黑色或黄褐色；b. 膜层应是连续、均匀、完整的；c. 允许缺陷有轻微水印、基体缺陷引起的膜层缺陷、膜层有网纹等；d. 不允许的缺陷为 : 局部无膜层、金属过腐蚀.电烧伤 .疏松和易擦掉的膜层。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 厚度膜层厚度应符合零件图纸和工艺文件的规定。硬度膜层硬度应大于维氏硬度250kg/mm2。膜层厚度采用涡流测厚仪,膜层上测三点取平均值。硬度检测是在试片切面上采用显微硬度计测定三点取平均值 ,试片制取方法同活塞金相制样。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -