恒定電流密度下鋁合金的硬質陽極
來源：中國鋁材信息網
發布時間：2007/11/28 10:12:32
1 前言
在成都飛機工業公司與美國麥道公司合作生產MD90機頭的過程中，采用鋁合金硬質陽極氧化工藝。需滿足美方麥道工藝規范DPS10。01的要求，即成膜的電流密度為18。9A/dm2，最低不能低于9。9A/dm2，膜厚為45～55μm。而我公司及國內采用的工藝的成膜電流密度為2～6A/dm2。在較高電流密度（9。9A/dm2以上）進行陽極化時，零件的燒毀率很高，生產成本較高。因此，為達到美方的要求，且不提高生產成本，必須進行技術改造。
在高電流密度下形成厚膜的硬質陽極氧化主要采用以下2種方法。
?、偻ㄟ^往電解液中添加適量的有機酸或有機化合物，以改善膜層質量，降低零件燒毀率。
?、谕ㄟ^在不同試樣上施加不同波形的電流來改變膜的成長過程，以提高膜的質量，如交直流疊加、直流疊加方波脈沖等。
本文著重從改進陽極氧化電源入手，根據試樣（零件）燒毀率和美軍標MIL-A8625及美國麥道公司工藝標準DPS11。01評價膜層質量。
2 試驗
2。1 電解液配方
配方1：
硫酸 180～200g/L
草酸 8～15g/L
添加劑 30g/L
溫度 -7～-8℃
配方2：
硫酸 280～300g/L
溫度 -7～-8℃
2。2 試樣材料及尺寸
2024—T3（鋁合金） 100mm×100mm ×6mm
7075—T6（鋁合金） 100mm×100mm ×6mm
2。3 工藝流程
裝掛→堿性清洗劑清洗→沖洗→堿腐蝕→沖洗→干燥→局部表面保護→硬質陽極化→沖洗→封閉→沖洗→干燥→拆卸→檢驗
2。4 電源
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?、谥绷鳢B加脈沖電源
該電源采用可控硅調壓，在直流基礎上加脈沖電流，通斷比為2。5：1。為意大利ELCA公司生產。電流波形見圖1：
圖1 直流疊加脈沖電源波形示意圖
?、蹎蜗嘟恢绷鳢B加電源
此電源為可控硅調壓，整流器整流，主要采用直流和交流疊加在一起，正向電流與反向電流比為10∶1到8∶1。電流波形見圖2：
圖2 單相交直流疊加電源電流波形示意圖
2。5 膜層性能檢測
2。5。1 耐磨性試驗
采用24塊100mm×100mm×6mm的試樣，在Taber磨損機上負荷10N，轉速70r/min，10000次循環測得數據的平均值。
2。5。2 膜厚的測量
采用顯微鏡金相法測定。
3 結果與討論
直流電源以及直流疊加脈沖電源氧化試驗的結果見表1、2，其燒毀率是以試樣和零件氧化時燒毀的實際數據統計而出。由表1、2可見，在較高電流密度（9。9 A/dm2）下，在有添加劑的配方1中所得膜層比在無添加劑的配方2的燒毀率稍低，但燒毀率仍太高，無法直接應用于生產。
表1 直流電源下鋁合金陽極化的燒毀率
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燒毀率
材料 ────────────────
配方方1 配方2
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2024—T3 45% 50%
7075—T6 28% 30%
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燒毀率
材料 ────────────────
配方方1 配方2
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2024—T3 45% 50%
7075—T6 28% 30%
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電流密度為9。9 A/dm2，電流上升時間為5 min。
表2 直流疊加脈沖電源下鋁合金陽極化的燒毀率
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燒毀率
材料 ─────────────────
配方方1 配方2
──────────────────────
2024—T3 40% 43%
7075—T6 25% 28%
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燒毀率
材料 ─────────────────
配方方1 配方2
──────────────────────
2024—T3 40% 43%
7075—T6 25% 28%
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電流密度為9。9 A/dm2，電流上升時間為5、10、15 min，加入脈沖為10%、20%、30%。
2 在交直流疊加電源氧化的情況下，燒毀率幾乎為零。從4。4 A/dm2到9。9 A/dm2、18。9 A/dm2，不管是7075鋁合金還是含有高銅的鋁合金2024，膜層的耐磨性均達到DPS11。01和MIL-A-8625的要求。而且隨著電流密度的增
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