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篇1：硬质阳极氧化原理,硬质氧化工艺要求
硬质氧化全称硬质阳极氧化处理。 铝合金的硬质阳极氧化处理主要用于工程或军事目的，它既适用于变形铝合金，也可能用于压铸造合金零件部件。硬质阳极氧化膜一般要求厚度为25-150um，大部分硬质阳极氧化膜的厚度为50-80um，膜厚小于25um的硬质阳极氧化膜，用于齿键和螺线等使用场合的零部件，耐磨或绝缘用的阳极氧化膜厚度约为50um，在某些特殊工艺条件下，要求生产厚度为125um以上的硬质阳极氧化膜，但是必须注意阳极氧化膜越厚，其外层的显微硬度可以越低，膜层表面的粗糙度增加。硬质阳极氧化的槽液，一般是硫酸溶液以及硫酸添加有机酸，如草酸、氨基磺酸等。另外，可通过降低阳极氧化温度或降低硫酸浓度来实现硬质阳极氧化处理。对于铜含量大于5%或硅含量大于8%的变形铝合金，或者高硅的压铸造铝合金，也许还应考虑增加一些阳极氧化的特殊措施。例如：对于2XXX系铝合金，为了避免铝合金在阳极氧化过程中被烧损，可采用385g/L的硫酸加上15g/L草酸作为电解槽液，电流密度也应该提高到2。5A/dm以上。
硬质阳极氧化电解方法很多，例如：硫酸、草酸、丙二醇、磺基水杨酸及其它的无机盐和有机酸等。所用电源可分为直流、交流，交直流叠加，脉冲及叠加脉冲电源等几种，目前广泛应用的有下列几种硬质阳极氧化。
（1）硫酸硬质阳极氧化法；
（2）草酸硬质阳极氧化法。
（3）混酸型硬质阳极氧化
其中，硫酸法是目前得到较广泛应用的一种硬质氧化法。
硬质阳极氧化原理
单纯硫酸型铝合金硬质阳极氧化原理和普通阳极氧化没有本质区别，如果是混酸型硬质氧化则存在一些附反应。反应本质
1 阴极反应：
4H2+4e=2H2↑
2 阳极反应：
4OH－－4e=2H2O+2O↑
3 铝氧化：阳极上析出的氧呈原子状态,比分子状态的氧更为活泼，更易与铝起反应： 2A1+3O→A12O3
4 氧化于阳极膜溶解的动平衡： 氧化膜随着通电时间的增加，电流增大而促使氧化膜增厚。与此同时，由于（Al2O3）的化学性质有两重性，即它在酸性溶液中呈碱性氧化物，在碱性溶液中呈酸性氧化物。无疑在硫酸溶液中氧化膜液发生溶解，只有氧化膜的生成速度大于它的溶解速度，氧化膜才有可能增厚，当溶解速度与生成速度相等时，氧化膜不再增厚。当氧化速度过分大于溶解速度时，铝和铝合金制件表面易生成带粉状的氧化膜。 硬质阳极氧化法工艺要求
为了得到质量较好的硬质阳极氧化膜，并能保证零件所需要尺寸，必须按下列要求来进行加工。
2.1 锐角倒圆
被加工零件不允许有锐角、毛刺以及其它各种尖锐的有棱角的地方因为硬质氧化，一般阳极氧化时间均是很长的，而且氧化过程（A1+O2→A12O3+ Q ）本身就是一个放热反应。又由于一般零件棱角的地方往往又是电流较为集中的部位所以这些部位最易引起零件的局部过热，使零件被烧伤。因此铝和铝合金所有棱角均应进行倒角处理，并且倒角y圆半径不
应小于0.5毫米。
2.2 表面光洁度
硬质阳极氧化后，零件表面的光洁度是有所改变的，对于较粗糙的表面来说，经此处理后可以显得比原来平整一些，而对于原始光洁度较高的零件来说，往往经过此种处理后，显示的表面光洁光亮度反而有所降低，降低的幅度在1～2级左右。
2.3 零件尺寸的余量
因硬质氧化膜的厚度较高，所以如需要进一步加工的铝零件或以后需要装配的零件，应事先留有一定的加工余量，及指定装夹部位。
因硬质阳极氧化时，要改变零件尺寸，故在机械加工时，要事先预测，氧化膜的可能厚度和尺寸公差，而后在确定阳极氧化前的零件实际尺寸，以便处理后，符合规定的公差范围。 一般来说，零件增加的尺寸大致为生成氧化膜厚度的一半左右。
2.4 专用夹具
因硬质阳极氧化的零件在氧化过程中，要承受很高的电压和较高的电流，一定要使夹具和零件能保持极良好的接触，否则将因接触不良而造成击穿或烧伤零件接触部位的毛病。所以要求对不同形状的零件，以及零件氧化后的具体要求来设计和制造专用夹具。
2.5 局部保护
如在同一个零件上，既有普通阳极氧化又要有硬质阳极氧化的部位因根据零件的光洁度和精密度来安排具体工序。通常首先进行普通的阳极氧化，在进行硬质阳极氧化，把不需要进行硬质阳极氧化的表面加以绝缘，绝缘的方法有用喷枪或毛刷，将以配制好硝基胶或过氢乙烯胶涂抹于不需要处理的表面，绝缘层要涂的薄而均匀，每涂一层应在低温下干燥30～60分钟共涂2～4层即可。
3 硬质氧化工艺特点
硬质阳极氧化的电解液时在-10℃～+5℃左右的.温度下电解 。由于硬质阳极氧化所生成的氧化膜层具有较高的电阻，会直接影响到电流强度的氧化作用。为了取得较厚的氧化膜，势必要增加外电压，其目的是为了消除电阻大的影响，而使电流密度保持一定，但电流较大时会产生激烈的发热现象，加上生成氧化膜时会放出大量的热量，使零件周围电解液温度剧烈上升，温度上升将会加速氧化膜的溶解，使氧化膜无法变厚。另外，发热现象在膜层与金属的接触处最严重，如不及时解决，加工零件的局部表面会因温度上升而被烧坏。
解决办法，就是采用冷却设备和搅拌相结合。冷却设备使电解液强行降温，搅拌是为了使整槽电解液温度均匀，以利于获得较高质量的硬质氧化膜。
4. 各种因素对氧化膜硬度和生长速度的影响
铝和铝合金表面上能否生成优质的硬质氧化膜层，主要取决于电解液的成份浓度，温度，电流密度，及其原材料的成分。
4.1 电解液的浓度
采用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时，一般在10%～30%浓度范围内，浓度低时，氧化膜硬度高，特别是纯铝比较明显，但对铜含量较高的铝合金（CY12）例外。因为含铜量较高的铝合金易生成CuAl2的化合物，这种化合物在氧化时溶解速度较快，极易烧毁铝零件。所以一般不适合用低浓度的硫酸电解液，必须在高浓度（H2SO4在 300～400g/L）中进行氧化处理或采用交直流电叠加法处理。
4.2 温度对膜层的影响
电解液温度对氧化膜的耐磨性影响极大，一般来说，如果温度下降，那么铝和铝合金的阳极氧化膜耐磨性能就增高，这是由于电解液对于膜的溶解速度下降所造成的，为了获得较高硬度的氧化膜。我们要掌握温度在±2℃范围内进行硬质阳极氧化处理为好。
摘自：www.jtbmcl.com 请注明！
篇2：硬质阳极氧化
? 制作硬质氧化注意事项：
1.制品上所有棱角应倒成直径不小于0.5mm的圆弧，不允许有锐角及毛刺以避免电流集中造成局部过热、变脆、断裂。
2.零件表面应较光滑，因为硬质氧化后表面粗糙度会降低一级。
3.不要求厚膜部位用过氯乙烯胶加以保护，螺纹孔，定位销孔用塑料或胶皮堵塞。
4.不宜用于承受冲击，弯曲或变形的零件，达到一定厚度的硬化膜会使铝合金casting alloy的疲劳
? 强度有较大的降低，尤其是高强度的铝合金，故对承受疲劳载荷的零件进行硬质阳极应十分慎重。
5.制品经硬质氧化后，尺寸增加约为膜厚的一半（单边）所以对尺寸要求严格的制品 中，应根据膜厚确定其阳极氧化前的尺寸余量.
1.特性：硬质氧化是一种电化学处理方式，是纯铝或铝合金材料上形成一极硬、耐高温、耐磨、有高电阻性、耐腐蚀的硬氧化膜。膜层厚度thickness可达200um，外观呈灰、褐色成灰深灰色（视材料而定）此一极高之表面硬度，配合铝合金本身轻、机械加工容易、低成本的特性，广泛应用于各种工业及军事用途上，此值得我国工业升级之际，更是精密工业不可或缺的.一环。
2.硬度hardness：指膜层之硬度，膜层厚度（thickness）指build up 和penetrating两部份。t＝1/2build up+1/2penetrating。硬度之最低标准为b.s.5599规定hrc36以上（约hv350）接近材料部分可超过hrc60（hv700）以上。
3.耐磨性adrasion-resistance：以tabes abraser cs-17 1000g负载，铝合金硬化处理之耐磨性远优于硬铬电镀及其它之硬化钢。
4.尺寸精确：膜层厚度一般为50±5um，元件单面尺寸约增加25um，对于较精细公差及特殊厚度要求，需于图面上特别注明。
5.抗蚀性：经封孔，盐雾试验（astm117规格）超过5000小时无腐蚀现象发生。
6.合金材料适合性：适用于所有铝合金，包括1000纯铝（1050、1100）、铝铜系、3000铝锰系、5000铝镁系。6000铝镁矽系（6061、6063）7000铝锌系（7050）及铸造铝合金514.2、a514.2、518.2、adc.5 adc.6等。
7.耐电压（breakdown voltage）:达1500vdc以上。
8.高度电阻性：于20度c为4x10.15? cm?可作为良好之绝缘体。
篇3：硬质阳极氧化
9.耐热性：膜层溶点达摄氏2050度c，短时间可保护铝材在高温中免受损害。
10.低摩擦系数：磨光后的表面，摩控系数可低至0.095，因此各种军械及民用装备滑轨，均应用此技术。
11.氧化膜的结合力：硬质氧化膜的形式是有一半的膜在铝的内部一半长出来，与铝基体金属的结合力很强，很难用机械方法将它们分离，即使膜层随基体弯曲直至破裂，膜层与基体金属保持良好的结合。
12.氧化膜结构的多孔性：氧化膜具有多孔的蜂窝状结构，可使膜层对各种有机物，树脂、无机物、染料及油漆等表现出良好的吸附能力，可作为涂镀层的底层，也可将氧化膜染成各种不同的颜色（硬质氧化膜，只可染黑色）提高金属的装饰效果。
篇4：铝材硬质阳极氧化工艺要求
为了得到质量较好的硬质阳极氧化膜，并能保证零件所需要尺寸，必须按下列要求来进行加工。
1.1 锐角倒圆
被加工零件不允许有锐角、毛刺以及其它各种尖锐的有棱角的地方因为硬质氧化，一般阳极氧化时间均是很长的，而且氧化过程（A1+O2→A12O3+ Q ）本身就是一个放热反应。又由于一般零件棱角的地方往往又是电流较为集中的部位所以这些部位最易引起零件的局部过热，使零件被烧伤。因此铝和铝合金所有棱角均应进行倒角处理，并且倒角y圆半径不应小于0.5毫米。
1.2 表面光洁度
硬质阳极氧化后，零件表面的光洁度是有所改变的，对于较粗糙的表面来说，经此处理后可以显得比原来平整一些，而对于原始光洁度较高的零件来说，往往经过此种处理后，显示的表面光洁光亮度反而有所降低，降低的幅度在1～2级左右。
1.3 零件尺寸的余量
因硬质氧化膜的厚度较高，所以如需要进一步加工的铝零件或以后需要装配的零件，应事先留有一定的加工余量，及指定装夹部位。
因硬质阳极氧化时，要改变零件尺寸，故在机械加工时，要事先预测，氧化膜的可能厚度和尺寸公差，而后在确定阳极氧化前的零件实际尺寸，以便处理后，符合规定的公差范围。 一般来说，零件增加的尺寸大致为生成氧化膜厚度的一半左右。
1.4 专用夹具
因硬质阳极氧化的零件在氧化过程中，要承受很高的电压和较高的电流，一定要使夹具和零件能保持极良好的接触，否则将因接触不良而造成击穿或烧伤零件接触部位的毛病。所以要求对不同形状的'零件，以及零件氧化后的具体要求来设计和制造专用夹具。
2 硫酸法硬质阳极氧化的电解液配方及操作规范
2.1 工艺配方
表 1 硫酸硬质工艺配方
表2 常见的处理槽液
2.2 操作方法
1) 首先打开降温设备，将电解液温度降低到工艺所规定的温度范围内，阴极挂铅版，
然后把装挂好的零件放置在阳极导电杠上卡紧，零件与零件之间，零件与阴极之间一定要保持较大的距离，绝对不能接触。打开压缩空气电解液搅拌（注意：压缩空气一定要进行油水分离处理）。
2) 送以直流电源，开始的电流密度一般为0.5A/dm2,在25分内分5～8次逐步升高到
2.5 -3.5A/dm2。以后保持电流密度, 均每隔5分钟调查一次电流，开始电压为8～12V，最终电压可根据膜层的厚度和材料不同而定。
3) 在硬质阳极氧化过程中，须经常注意电压和电流表，如发现有电流突然增加，电压
下降的现象，这说明零件膜层局部已溶解，应立即关闭电源，检查并取出溶解的零件，其它零件可继续进行氧化处理，电流可一次给足。
2.3 各种因素对氧化膜硬度和生长速度的影响
铝和铝合金表面上能否生成优质的硬质氧化膜层，主要取决于电解液的成份浓度，温度，电流密度，及其原材料的成分。
2.3.1 电解液的浓度
采用硫酸电解液进行硬质阳极氧化时，一般在10％～30％浓度范围内，浓度低时，氧化膜硬度高，特别是纯铝比较明显，但对铜含量较高的铝合金（CY12）例外。因为含铜量较高的铝合金易生成CuAl2的化合物，这种化合物在氧化时溶解速度较快，极易烧毁铝零件。所以一般不适合用低浓度的硫酸电解液，必须在高浓度（H2SO4在 300～400g/L）中进行氧化处理或采用交直流电叠加法处理。
2.3.2 温度对膜层的影响
电解液温度对氧化膜的耐磨性影响极大，一般来说，如果温度下降，那么铝和铝合金的阳极氧化膜耐磨性能就增高，这是由于电解液对于膜的溶解速度下降所造成的，为了获得较高硬度的氧化膜。我们要掌握温度在±2℃范围内进行硬质阳极氧化处理为好。
3 硬质阳极氧化的挂具设计及设备条件
3.1 硬质阳极氧化挂具
硬质阳极氧化挂具和夹具应具有足够的机械强度和刚度，以免制件在搅拌电解液时，被急流的溶液冲下来。此外，挂具应有良好的接触导电性能，重量要轻，坚固耐用，装卸制件方便，装载量和零件布局应有适当的要求。硬质阳极氧化挂具常用的有两种类型：一种是具有压紧螺钉的夹具，另一种是用螺栓连接夹板或夹具。其中所有与制件的触点，均由铝、铝镁合金和铝硅镁合金制成，除了制件接触部位有导电要求外，其它部位都要与挂具绝缘处理，使其成为非导体，这样可使阳极氧化过程都集中在制件上，提高生产效率，节约挂具的金属材料以及电能消耗。
3.2 硬质氧化溶液的发热和氧化膜再溶解问题
在氧化时工作表面通过较大电流，因氧化膜具有很大电阻，热量大部分集中在氧化膜部位上。发热量可用下列公式计算：
焦耳热Q1=0.864×电压×电流（千卡/小时） 氧化液发热量Q2=2.334×电流（千卡/小时） 阳热氧化反应热 2Al+3[O]→Al2O3+375800卡 总发热量Q=(Q1+Q2)×1.1（千卡/小时）
根据上式可设计冷却用冷冻设备，硬质氧化发热量必须迅速交换掉，如不及时冷却，生成氧化膜不仅仅是化学溶解，而且也由于加入电场发生电化学溶解。这样，就严重影响了膜层的表面光洁度，同时也使得厚度降低。因此，必须要有强制性冷却措施，使电解液保持低温，才能获得较大硬度的氧化膜。
3.3 硬质阳极氧化电器设备
硫酸硬膜直流法阳极氧化工艺只需要直流发电机或整流器，其中使用整流器效率较高，并要求设置恒电流控制，在膜生长时要设置电压上升的自动装置。
4 硬度氧化质量检验
4.1 外观
由于铝材的不同和工艺不同，氧化膜外观的颜色也不一样，膜层由褐色，深褐色，灰色到黑色；电解液温度愈低，氧化膜愈厚。不允许有烧焦或易搅拌的疏松膜层，也不允许因局部受热使氧化腐蚀的光亮斑点和边缘角部分膜层脱落的现象存在。整个零件表面，除夹具影响外，局部表面不得有无氧化膜的地方，允许包铝板全件氧化膜出现小裂纹。
4.2 氧化膜厚度测试
皮膜厚度使用平均值，以防止合金导致的厚度不均。硬质氧化的国外规格：标准50?，误差±10?。膜厚制定为100?时，误差范围不变。从零件或试件正切取横向试片在全相显微镜下测定厚度，也可用涡流测厚仪直接测出氧化膜厚度。
4.3 硬度测定
从皮膜用途来看，硬质皮膜最重要的就是耐磨性，也就是耐磨性。硬质皮膜是素材被氧化为氧化膜形成的，因此硬度受合金种类、电解液、处理条件影响较大。人们根据合金种类研究了各种处理方法，以提高皮膜的性能，各材质皮膜硬度几乎是固定的。
在阳极氧化处理工艺中，不溶解的元素：硅、铅；溶解但以氧化物或其他不溶性化合物存在的元素：镁、锌；溶解性强，不会在皮膜中以安定化合物存在的元素：铜、镍等添加成分的影响会残留在氧化皮膜中。
正常情况下规定硬质皮膜的硬度进行断面测定。素材硬度越高，表面硬度越低。皮膜越厚，此差越大。因此测量要在皮膜中央进行。显微硬度可以用显微硬度计在横向上测出，不应低于300kg/mm2.。
5 硬质阳极氧化常见故障原因及其排除方法（见表3）
表 3
篇5：铝合金硬质阳极氧化工艺优选
赵建华,赵占西,李薇,李峥
(河海大学机电工程学院,江苏常州213022)
摘 要:利用正交试验,6063铝合金硬质阳极氧化的优化工艺。试验结果表明:氧化膜的硬度影响较大。较好的氧化工艺参数为:020℃,氧化时间75min。关键词:正交试验;硬质阳极氧化;膜厚;中图分类号:TG178 10052748X039203
TofHardAnodicOxidationofAluminumAlloy6063
ZHAOJian2hua,ZHAOZhan2xi,LIWei,LIZheng
(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,HohaiUniversity,Changzhou213022,China)
Abstract:Processparametersof6063aluminumalloyanodicoxidationwereoptimizedthroughorthogonaltest.
Thecurrentdensityhadthegreatestimpactonthethicknessoftheoxidefilm,temperatureandcurrentdensityhadmoreimportantimpactonthehardnessoftheoxidefilm.
Keywords:orthogonaltest;hardanodizing;filmthickness;hardness
0 引 言
铝合金硬质阳极氧化膜因其具有膜层厚、硬度高、抗腐蚀、耐高温、高压和优良的耐磨性等特点而受到广泛的重视。它特别适合于在各种恶劣环境下使用的高速运转的发动机活塞和航空、航天,光电子产业,汽车工业,海洋舰船,医疗卫生等高科技尖端领域[1]。
本工作采用硫酸硬质阳极氧化,通过正交试验对硬质阳极氧化工艺参数影响氧化膜厚度、显微硬度的情况进行分析,得到了优化的工艺参数并进行了验证试验。
表1 6063铝合金的化学成分分析结果(%)
Mg
Si
Fe
Cu
Mn0.10
Cr
Zn
Ti
Al
0.45～0.900.20～0.600.350.100.100.100.10余量
1.2 工艺及测试方法
硬质氧化工艺流程:化学除油→自来水冲洗→碱蚀→自来水冲洗→中和→自来水冲洗→硬质阳极氧化→自来水冲洗→封孔。
采用北京时代之峰科技有限公司生产的TT260覆层测厚仪测定膜厚。利用涡流法原理测
量非磁性基体上非导电覆盖层的厚度(N型测头)。每个试样测量5个点,去掉最大值和最小值后取平均值。使用HXD21000TC型显微硬度计测定膜层的硬度。试样按照金相试样的要求磨平、抛光。测试载荷为100g,加载时间为15s,每个数据取膜层5个不同区域的测试值,去掉最大值和最小值后取
1 试验部分
1.1 材 料
试验采用的电解液是含量为180g/L的硫酸。
试验材料6063铝合金,其成分见表1。试样尺寸为50mm×60mm×2mm,有效氧化面积为60cm2。
阳极氧化装置:GBA200A/0-25V硅整流直流电源、PVC氧化槽、FSV22F制冷压缩机、钛丝挂具、压缩空气搅拌、铅板阴极。
收稿日期:207210;修订日期:2007209208
平均值。
选择氧化温度、氧化时间和电流密度3个因素,
每个因素取3个水平,采用L9(34)[2]正交表进行试验设计,研究不同工艺参数对氧化层厚度和显微硬度的影响。试验因素水平见表2。
?149?
篇6：铝合金硬质阳极氧化工艺优选
表2 正交试验因素水平表
水平
123
氧化温度,℃
-202
因素
氧化时间,min
607590
电流密度,A/dm2
2.03.0
4.0
2 试验结果及分析
2.1 氧化温度对膜厚和显微硬度的影响
氧化温度对氧化膜厚度和显微硬度的影响如图1所示。随着温度的升高,能力增强,故膜层厚度减小,降。,必要手段。。本试验在-2℃进行氧化时,膜层经常出现细小裂纹,而在0℃时没有裂纹,综合考虑氧化温度对膜层硬度与脆性的影响,氧化温度以0℃为宜
。
图图3 电流密度对膜厚和显微硬度的影响
才能顺利生长。增加电流密度有助于增大氧化膜生成的电化学反应速度,从而促进了氧化膜的`增厚。
随着电流密度的升高,氧化膜硬度变大。这是因为提高电流密度使氧化膜生成速度加快,氧化时间缩短,膜层受到硫酸化学溶解的时间相应减少,膜层硬度也随之提高。但是若电流密度过高,则氧化
图1 氧化温度对膜厚和显微硬度的影响
2.2 氧化时间对膜厚和显微硬度的影响
氧化时间对氧化膜厚度和显微硬度的影响如图
2所示。氧化膜厚度随氧化时间的延长而增厚,基本呈线性关系。但氧化时间过长,膜层粗糙、疏松且易脱落。氧化时间一般不超过90min[2]。当氧化时间在60～75min之间时,硬度呈上升趋势。超过75min后,硬度又有所下降。这是由于随着氧化时间的进一步延长,氧化膜细孔内温度不断提高,电解液对氧化膜的溶解作用加大,导致氧化膜的致密度降低,从而硬度下降。综合氧化时间对膜厚和显微硬度的影响,氧化时间以75min左右为宜。2.3 电流密度对膜厚和显微硬度的影响
电流密度对氧化膜厚度和显微硬度的影响如图3所示。由图可知:随着电流密度的升高,膜厚变大。因为氧化膜在阳极生成的同时又不断被电解液溶解,只有当氧化膜的生成速度大于溶解速度时,
氧化膜
?150?
过程中的发热量增大,又将加快氧化膜的溶解,同样也会使膜层硬度降低,而且零件被烧蚀的可能也会增大[3]。综合电流密度对膜厚和显微硬度的影响,电流密度以4.0A/cm2为宜。2.4 综合结果正交试验的结果及分析见表3,电流密度是影响膜厚最大的因素,氧化温度、电流密度和温度是影响膜层显微硬度的重要因素。对三种因素对氧化膜厚度和显微硬度影响的综合分析可知,推荐工艺参数为:氧化温度0℃,氧化时间75min,电流密度4.0A/dm2。
按照上述优化方案进行硬质氧化,在其它条件相同的情况下,测得氧化膜的厚度为53.5μm,显微硬度为552.7HV,膜层较厚且硬度高,具有很好的综合性能。
3 结 论
(1) 对6063铝合金硬质阳极氧化工艺的三个
篇7：铝合金硬质阳极氧化工艺优选
表3 正交试验结果及分析
试验
号
123456789
氧化温度,℃
111222333143.7124.1123.320.41471.41365.51235.7235.8
氧化时间,min
123123123116127.921309.51404.81358.395.3
电流密度,A/dm2
12323131298.8871.11277.01333.41462.2185.2
膜厚μm
30.445.867.534.851.537.850.830.641.9
显微硬度,HV
455.8508.1507.5413.0514.0438.5440.7382.7主要因素进行优化,得出了最佳工艺参数:氧化温度0℃、氧化时间75min、电流密度4.0A/dm2,在此工艺条件下得到的硬质氧化膜厚度为50μm左右,硬度为550HV左右,具有很好的综合性能。
(2)在温度为-2～2℃、氧化时间为60～90min、电流密度为2.0～4.0dm2的范围内,电流,温度及电流密。
:
1
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(上接第148页)
现馒头峰。Cr和SiC的衍射强度都很高,说明镀层的主要成分是Cr和SiC。
(2)镀层形貌检测 利用扫描电镜对最佳工艺所得镀层进行形貌观测,可以看到复合镀层中SiC粉体没有严重结团现象,分散情况较好,见图3。
碳化硅粒度40μm;电镀温度45℃;电流密度30A/dm2。
(3)经对比检测,证明采用最佳电镀工艺获得的镀层,可以显著提高弹簧钢表面的硬度和耐磨性,延长其使用寿命。
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3 结 论
(1)采用在弹簧钢表面预镀铜工艺,解决了电
镀铬中的电流效率低下而引起弹簧钢表面复合镀层
结合强度不良的问题。
(2)通过正交试验,分析了电流密度、温度以及碳化硅粒度和浓度对镀层性能的影响,并最终得到弹簧钢表面铬基复合的最佳工艺:碳化硅35 g/L;
?151?
篇8：硬质阳极氧化处理
新井 元彦
1、序
在阳极氧化皮膜中，具有优良皮膜硬度和耐磨性的皮膜叫做硬质阳极氧化皮膜，多用在工业机械上和运动部或流体接触的需要耐磨性和硬度的部分。
我国的硬质铝氧化大概从昭和25年开始在一些研究者和工厂技术人员中尝试，此时还没有关于硬质氧化的明确定义，开始只是按照比普通氧化膜硬的品质式样进行处理的。然后，随着工业处理方法的确立，品质性能的标准也开始明确。作为处理对象的铝合金，为了提高机械性能和加工性能添加了多种合金成分，这些合金给硬质氧化造成了一定困难。
本讲中，参照1995年制定今年8月修订的JIS H8603[铝及铝合金的硬质氧化皮膜]对一些必要的事项进行解说，希望对使用硬质氧化产品时有所帮助。
2、铝合金和硬质皮膜
阳极氧化皮膜由于是铝材本身作阳极得到的，铝合金材料对皮膜的性能救护有很大影响。硬质氧化的皮膜大多在50?左右，与一般的氧化膜的10?相比更能反映素材的性质，而表现为皮膜性能差异。在JIS H8603规格中根据素材性质将皮膜分为5类，来表示皮膜性能差异。表1是最据代表性的硬质皮膜种类。
注）工业中常用铝合金在JIS规格分类中的归属。
铝合金根据添加的合金分为1000系列～7000系列，根据其特长可以分别使用。 1类合金指能获得良好硬质皮膜的合金。
2类（a）的2000系列以硬铝（2017）和超硬铝（2024）为代表，具有于钢相匹敌的强度，但是为了增强强度添加的铜，作为CuAl2对硬质皮膜有影响，无法得到性能良好的皮膜。只有在处理方法上进行各种改善。或在上面压延表面处理性能良好的铝合金再进行氧化。
2类（b）的7000系列合金含锌和镁，以超超硬铝（7075）为代表具有最高强度的铝合金。硬质氧化时合金成分会溶解难以得到性能良好的皮膜。5000系列中的2类（b）指定的合金含有大量镁，氧化时镁会溶解难以得到性能良好的皮膜。
3类（a）中制定的材料是铸造铝和压铸铝，铜不到2％，硅不到8％，是铸造铝和压铸铝中表面处理性能较好的材料。
3类（b）中制定的材料合金成分添加量大，表面处理特别困难，皮膜性能由合作双方商定。
