【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属表面处理，具体而言涉及一种钛合金碱性阳极氧化工艺。
技术介绍
1、钛合金具有较高的拉压比强度、结构效率高、重量轻等特点，在航空航天领域得到了广泛应用。但钛合金还存在一些缺陷，如耐磨性差、表面硬度低等，影响了钛合金使用的安全可靠性。因此，需对钛合金进行表面处理，以提高钛合金耐磨性、耐蚀性以及功能性。目前，钛合金表面处理技术主要有涂装、电镀、化学转化、阳极氧化、微弧氧化、气相沉积等方法。通过对以上工艺对比可知：涂装工艺表面涂层附着力低、易脱落；电镀仅适用于外观简单的构件；微弧氧化陶瓷膜层表面粗糙且疏松多孔不利于腐蚀防护等。阳极氧化则成本低、工艺简单，对增强美观性、提高粘附性与耐磨性等有显著效果，相比较于其他处理工艺更适用于钛合金表面处理。
2、目前钛合金阳极氧化主要在酸性溶液中进行，例如以硫酸及硫酸盐为主的电解液等。常用的硫酸磷酸阳极氧化虽提高了产品的耐磨性和耐蚀性，但仍存在许多不利影响，如：存在气泡导致材料表面不均匀，影响美观性与防腐性；膜层成为电容器介质膜使得导电性能降低等。对于航空航天领域而言，由于产品阳极氧化后导电性能差，无法满足管路系统导电要求，只能通过电搭接工艺方法在导管与导管之间增加一个金属导电元件，使得导管与导管之间建立低阻抗的电流通路，以避免在相互连接的金属之间形成电位差，防止静电电荷集聚，抑制射频的干扰，保证系统稳定性。但该电搭接工艺存在工作量大、成本高，失效不易察觉等问题，存在极高的工艺成本和较大的飞行安全隐患。
3、随着航空航天领域管路产品的快速发展，航空管路研究人员
技术实现思路
1、本专利技术需要解决的技术问题是提供一种钛合金碱性阳极氧化工艺，以克服现有钛合金阳极氧化处理工艺导电性能差、表面硬化以及气泡等缺陷，能够保证钛合金表面质量高、导电性能强、功能性优越。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种钛合金碱性阳极氧化工艺，采用直流电源作为钛合金阳极氧化的电源输入，电解液为碱性溶液；通过阳极氧化工艺参数的设定并通过改变碱性溶液的浓度来调整阳极氧化膜层状态及厚度。
4、本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述氧化工艺具体包括以下步骤：
5、步骤1，碱性电解液的配制；所述碱性电解液为氢氧化钠溶液；
6、步骤2，阳极氧化工艺参数的设定；所述工艺参数包括：电流密度、溶液温度、最终电压以及处理时间；
7、步骤3，阴极材料的选取；
8、步骤4，阳极氧化前的零件检查、挂装及预处理；
9、步骤5，零件的阳极氧化处理；
10、步骤6，零件阳极氧化后的后处理；
11、步骤7，零件阳极氧化后的质量检查。
12、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为10g/l～40g/l。
13、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤2中，所述电流密度为3a/dm～7a/dm、电解液温度为90℃～94℃、最终电压为14v～16v，处理时间为10min～20min。
14、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤3中，阴极材料为钢板，且阴阳极面积比为大于1:2；采用干燥、清洁的压缩空气搅拌。
15、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤4中，所述阳极氧化前的预处理依次包括除油、热水洗、流动水洗、酸洗、流动水洗、除挂灰、热水洗和流动水洗；所述除油采用化学或电化学方法；所述热水洗的水温为40℃～70℃。
16、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤5中，阳极氧化处理按需求厚度调整溶液浓度。
17、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤6中，所述零件阳极氧化后的后处理依次包括流动水洗、中和、流动水洗、干燥和拆卸。
18、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤7中，质量检查如下内容：
19、1)膜层厚度根据需求为0.5～2微米或2～4微米；
20、2)膜层颜色：从灰色到蓝灰色，允许稍带彩虹色；
21、3)外观质量：膜层连续、均匀、平滑、紧密结合在基体金属上，阳极氧化膜层无挂灰、疏松、损伤及擦伤缺陷；
22、4)导电：电阻小于10毫欧。
23、本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤7中，质量检查时如若阳极氧化膜层被破坏，根据损坏大小，进行返修，在零件的允许范围内，应用hno3配比溶液，采用酸洗的方法进行去除，而后再按阳极氧化工艺重新进行表面处理。
24、由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术进步是：
25、本专利技术使用直流电源作为钛合金阳极氧化的电源输入，配以碱性溶液配方，通过恒定的电流密度、溶液温度、处理时间等条件作为工艺参数，调整溶液关键成分的浓度比例来调整阳极化膜层状态及厚度。
26、本专利技术突破常规的不同工艺参数、溶液配比这种交叉复杂的工艺控制方法，达到了工艺工艺控制稳定，同时，由该方法可使膜层生长均匀，表面状态致密，规避了常规硫酸磷酸型阳极化存在的孔隙、导电率下降、表面硬化等诸多问题。
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1.一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：采用直流电源作为钛合金阳极氧化的电源输入，电解液为碱性溶液；通过阳极氧化工艺参数的设定并通过改变碱性溶液的浓度来调整阳极氧化膜层状态及厚度。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：所述氧化工艺具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为10g/L～40g/L。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤2中，所述电流密度为3A/dm～7A/dm、电解液温度为90℃～94℃、最终电压为14V～16V，处理时间为10min～20min。
5.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤3中，阴极材料为钢板，且阴阳极面积比为大于1:2；采用干燥、清洁的压缩空气搅拌。
6.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤4中，所述阳极氧化前的预处理依次包括除油、热水洗、流动水洗、酸洗、流动水洗、除挂灰、热水洗和流动水洗；所述除
7.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤5中，阳极氧化处理按需求厚度调整溶液浓度。
8.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤6中，所述零件阳极氧化后的后处理依次包括流动水洗、中和、流动水洗、干燥和拆卸。
9.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤7中，质量检查如下内容：
10.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤7中，质量检查时如若阳极氧化膜层被破坏，根据损坏大小，进行返修，在零件的允许范围内，应用HNO3配比溶液，采用酸洗的方法进行去除，而后再按阳极氧化工艺重新进行表面处理。
...【技术特征摘要】
1.一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：采用直流电源作为钛合金阳极氧化的电源输入，电解液为碱性溶液；通过阳极氧化工艺参数的设定并通过改变碱性溶液的浓度来调整阳极氧化膜层状态及厚度。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：所述氧化工艺具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤1中，所述氢氧化钠溶液的浓度为10g/l～40g/l。
4.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤2中，所述电流密度为3a/dm～7a/dm、电解液温度为90℃～94℃、最终电压为14v～16v，处理时间为10min～20min。
5.根据权利要求2所述的一种钛合金碱性阳极氧化工艺，其特征在于：步骤3中，阴极材料为钢板，且阴阳极面积比为大于1:2；采用干燥、清洁的压缩空气搅拌。
6.根据权利要求2所述的一种钛...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱必多，林宏伟，李嵘峰，陈宗涛，张维，赵智博，
申请(专利权)人：成都长之琳航空制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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