一种激光辅助铝合金化学钝化的装置及加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光辅助铝合金化学钝化的装置，包括纳秒脉冲激光器、可升降工作台和钝化池，所述钝化池内放置钝化液，所述可升降工作台位于钝化池内，所述可升降工作台上安装铝合金工件，所述铝合金工件位于钝化液液面下方；所述纳秒脉冲激光器用于产生激光束，所述激光束透过钝化液作用在铝合金工件表面，用于铝合金工件表面的钝化。本发明专利技术一方面借助激光的热效应使钝化液温度升高，促进化学钝化反应的发生；另一方面激光作用在金属基材上，金属表层温度升高并熔化，进一步实现均匀钝化，实现提高铝合金钝化质量，增加钝化膜的均匀性和致密度。和致密度。和致密度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光辅助铝合金化学钝化的装置及加工方法


[0001]本专利技术涉及激光加工领域或者材料表面处理领域，特别涉及一种激光辅助铝合金化学钝化的装置及加工方法。

技术介绍

[0002]钝化是指金属经强氧化剂或电化学方法氧化处理，使表面变为不活泼态即钝化的过程，是使金属表面转化为不易被氧化的状态，而延缓金属的腐蚀速度的方法。其钝化的机理可用薄膜理论来解释，即认为钝化是由于金属与氧化性物质作用，作用时在金属表面生成一种非常薄的、覆盖性能良好的、牢固地吸附在金属表面上的钝化膜。这层膜呈独立相存在，通常是氧化金属的化合物，它把金属与腐蚀介质完全隔开，防止金属与腐蚀介质接触，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防腐蚀的效果。与传统的物理封闭法相比，钝化处理后具有绝对不增加工件厚度和改变颜色的特点、提高了产品的精密度和附加值，使操作更方便。但是现有钝化技术存在钝化膜不够致密、均匀性欠缺等缺陷，需要进一步改进钝化工艺。
[0003]铝合金具有比重小，良好的导热和导电性、易加工成型以及优异的物理化学性能等优点，且价格低廉，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部分，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。然而铝合金在潮湿、含工业气体、燃料气体、盐分和尘埃大气等环境中使用极易发生点蚀、腐蚀和疲劳等形式的破坏，影响其继续使用。因此，铝合金表面处理是扩大其应用范围和延长其使用寿命的有效途径之一。现有技术提出了一种铝合金无铬钝化液及其制备方法，该专利技术提供的铝合金无铬钝化液形成的钝化膜，具有高稳定性和耐腐蚀性能，且具有一定的抗氧化性能，能够有效保护铝合金材料，避免受到外界的腐蚀，有效延长其使用寿命，是一种优良的钝化液。
[0004]现有技术提出了一种金属制品的表面钝化装置，提供一种避免操作人员与钝化溶液直接接触，提高装置安全性，并加快溶液流动性，提高钝化速度与使用效果。为提高钝化膜的均匀性，现有技术提出了一种钝化均匀的钝化机，通过电机驱动转轴带动钝化壳旋转，形成钝化液的快速流动，降低了钝化时间，使得钝化均匀程度较好。另外除了运用机械的手段提高钝化的效果，也可通过其他手段。但是其钝化效果差，钝化膜不均匀。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种激光辅助铝合金化学钝化的装置及加工方法，一方面借助激光的热效应使钝化液温度升高，促进化学钝化反应的发生；另一方面激光作用在金属基材上，金属表层温度升高并熔化，进一步实现均匀钝化，实现提高铝合金钝化质量，增加钝化膜的均匀性和致密度。
[0006]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]一种激光辅助铝合金化学钝化的装置，包括纳秒脉冲激光器、可升降工作台和钝化池，所述钝化池内放置钝化液，所述可升降工作台位于钝化池内，所述可升降工作台上安
装铝合金工件，所述铝合金工件位于钝化液液面下方；所述纳秒脉冲激光器用于产生激光束，所述激光束透过钝化液作用在铝合金工件表面，用于铝合金工件表面的钝化。
[0008]进一步，所述激光束依次经过准直凸透镜、反光镜和聚焦凸透镜后射入钝化液。
[0009]进一步，所述钝化池连接废液池，用于回收处理废液。
[0010]进一步，所述纳秒脉冲激光器的激光波长为1064nm，最大平均输出功率为1000W，脉冲频率为2
‑
100kHz，脉冲持续时间30
‑
100ns。
[0011]进一步，还包括计算机，所述计算机控制可升降工作台升降，所述计算机控制纳秒脉冲激光器产生激光束，所述计算机控制钝化液排入和排出钝化池的流量。
[0012]一种激光辅助铝合金化学钝化的装置的加工方法，包括如下步骤：
[0013]铝合金工件经过预处理后放置于可升降工作台上，
[0014]钝化池内加入钝化液，钝化液淹没铝合金工件；
[0015]纳秒脉冲激光器产生的激光束透过钝化液作用在铝合金工件表面，使表层产生熔池，熔池与钝化液反应凝固成致密钝化膜。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]1.本专利技术所述的激光辅助铝合金化学钝化的装置及加工方法，一方面借助激光的热效应使钝化液温度升高，促进化学钝化反应的发生；另一方面激光作用在金属基材上，金属表层温度升高并熔化，进一步实现均匀钝化，实现提高铝合金钝化质量，增加钝化膜的均匀性和致密度，节约生产时间，提高生产质量。
[0018]2.本专利技术所述的激光辅助铝合金化学钝化的装置及加工方法，加热工件附近的钝化液温度并直接作用在工件表面，避免了热量的浪费，使得钝化反应更加充分。另外，装置安全性能高、环保性强，自动化生产减少操作人员工作量。
附图说明
[0019]图1为本专利技术所述的激光辅助铝合金化学钝化的装置的示意图。
[0020]图中：
[0021]1‑
纳秒脉冲激光器；2
‑
准直凸透镜；3
‑
反光镜；4
‑
聚焦凸透镜；5
‑
钝化池；6
‑
废液池；7
‑
排液通道；8
‑
可升降工作台；9
‑
铝合金工件；10
‑
钝化液；11
‑
进液通道；12
‑
计算机。
具体实施方式
[0022]下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0023]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相
对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0025]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0026]如图1所示，本专利技术所述的激光辅助铝合金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光辅助铝合金化学钝化的装置，其特征在于，包括纳秒脉冲激光器(1)、可升降工作台(8)和钝化池(5)，所述钝化池(5)内放置钝化液(10)，所述可升降工作台(8)位于钝化池(5)内，所述可升降工作台(8)上安装铝合金工件(9)，所述铝合金工件(9)位于钝化液(10)液面下方；所述纳秒脉冲激光器(1)用于产生激光束，所述激光束透过钝化液(10)作用在铝合金工件(8)表面，用于铝合金工件(9)表面的钝化。2.根据权利要求1所述的激光辅助铝合金化学钝化的装置，其特征在于，所述激光束依次经过准直凸透镜(2)、反光镜(3)和聚焦凸透镜(4)后射入钝化液(10)。3.根据权利要求1所述的激光辅助铝合金化学钝化的装置，其特征在于，所述钝化池(5)连接废液池(6)，用于回收处理废液。4.根据权利要求1所述的激光辅助铝合金化学钝化的装置，其特征在于，所述纳秒脉冲激光器(1)的激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙奇，周建忠，孟宪凯，李鹏飞，汪卉，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：