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7系铝合金氧化方法及注意事项
作者:系统管理员    发布于:2016-12-06 14:24:13    文字:【】【】【
        七系铝合金氧化:大学生方程式赛车上为了轻量化使用轻质材料7系铝合金材料(尤其以7075和7050为主),7075铝合金是一种冷处理锻压合金,强度高,远胜于软钢。7075是商用最强力合金之一。7075铝合金结构紧密,耐腐蚀效果强,良好机械性能及阳极反应。细小晶粒使得深度钻孔性能更好,工具耐磨性增强,螺纹滚制更与众不同。
  
  但是铝合金表面硬度低,不耐磨,其应用范围受到一定限制,对铝合金进行硬质阳极氧化(阳极硬化)处理,可以获得与基体结合力好、具有一定厚度的膜层,能使用在铝制传动花键、轴承安装位置、螺纹紧固处等部位。(当然规则对某些部位的铝合金件也做了阳极硬化的要求,有人说做了没必要或者做了其他的比如镀硬铬等呵呵,其实阳极硬化的实用性和功能性的优势和必要性还是显而易见的)
  
  根据本人调研和实验,7系铝合金在做完阳极硬化后,氧化膜厚度可为30μm-50μm,硬度为50-55HRC,可使铝材满足花键要求。(电解液为草酸,直流,电解温度0度以下,氧化颜色为带有金属光泽枯草黄绿色--屎黄色)。能做这项工作的工厂少之又少,这项技术会的技术人员更是稀少,小弟不才,在前辈和队友努力下,找到一家为出口活塞和核电设备做氧化的厂家,最终还是成功做了硬质氧化的铝制花键,其中曲折不多说,说一下具体步骤和注意事项吧。
  
  氧化前的准备:
  
  1,氧化要在完成所有机加工之后成品之前做
  
  2,有条件最好做一下金相分析,确定材料真假,或者让供应商提供成分报告(据本人调研国内西南铝还是不错的,货单上会提供这份报告)被某些材料供应商提供的假铝材坑到哭,成分不明确,烧蚀了我第一个做的最完美的加工件(因为不同系列铝材电解液配比不同,而且两种不同系列材料在一电解池中氧化肯定会发生烧蚀)
  
  氧化过程:
  
  1,首先要酸洗,这里要注意,酸洗之前一定要明白之前做没做过放电类的加工,比如说电火花放电加工花键,线切割加工等,如果有加工表面也会形成一层坚硬的氧化膜(是不是氧化铝没研究),酸洗一定要把这层膜腐蚀掉,否则这部分不导电不会被附上氧化膜,但是这样会影响工件的表面光滑度和亮泽,使工件发暗。为了使表面平整光亮,达到德雷克斯勒差速器壳的效果,我用抛光磨片加抛光蜡打磨了一次,但结果却呵呵,后来跟专家了解到,金属加工表面是物理平整,就是凸凹抚平的感觉,氧化中会使其暴露,想要镜面效果只能通过化学抛光,用硝酸等化学试剂对加工表面处理再去氧化会得到镜面效果,因为这项工艺会对周围环境污染极大,极少有做的,所以处女座的朋友可以试试。
  
  2,注意计算好工件表面积,这会和通电电流有一定比例关系,还有草酸含量也有关,否则会出现上膜慢,膜层较薄等问题,当然也和电解液有一定关系,我这边厂家只能做草酸的
  
  3,电解过程中切勿频繁取出查看膜的厚度,会发生再次放入氧化池不反应的问题4,注意控制好电流,过大会烧蚀,过小不反应
  
  5,达到膜厚要求后取出后颜色会较重,用水清洗后,光泽十分好,水层干了之后会变暗,应该是正常反应,刚做出来那个亮啊
  
  6,用测膜厚仪器多测几个点,我要求做到50丝硬度50多度(1丝,=0.01毫米=10微米),在因为材料失败过一次之后,第二次完美成功。测硬度,简单点可以用钥匙,钥匙不会在上面留下划痕的,氧化之前则不然。
  
  注意氧化后就尽量不要再加工了,铝花键经过氧化之后更加放心,而且材料用的更极限,体积更小质量更轻,我做的差速器壳总重0.9KG,加上CUSCO差速器一共重2.5KG。本人不才,就这些浅显知识在这献丑了,不过全为本人经验之谈,如有不足,还望指正
  
  附上7系铝材的物理和化学成分,希望你们做金相实验和分析的时候能用得到
  
  7075铝合金物理特性:
  
  抗拉强度:524Mpa
  
  0.2%屈服强度:455Mpa
  
  伸长率:11%
  
  弹性模量E:71GPa
  
  硬度:150HB
  
  密度:2.81g/cm^3
  
  抗拉强度σb(MPa):≥560
  
  伸长应力σp0.2(MPa):≥495
  
  伸长率δ5(%):≥6
  
  7075铝合金化学组成:
  
  硅Si:0.40
  
  铁Fe:0.50
  
  铜Cu:1.2-2.0
  
  锰Mn:0.30
  
  镁Mg:2.1-2.9
  
  铬Cr:0.18-0.28
  
  锌Zn:5.1-6.1
  
  钛Ti:0.20
  
  铝Al:余量
  
  其他:
  
  单个:0.05
  
  合计:0.15
  
  7050铝合金化学成分:
  
  铝(Al)余量
  
  铬(Cr)≤0.04
  
  锆(Zr)0.08~0.15
  
  锌(Zn)5.7~6.7
  
  硅(Si)≤0.12
  
  铁(Fe)0.000~0.150
  
  锰(Mn)≤0.10
  
  镁(Mg)1.9~2.6
  
  钛(Ti)≤0.06
  
  铜(Cu)2.0~2.6
  
  (区分2系与7系主要金属看锌和镁,7系之间区分看铜和锌含量)
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