钛合金文献综述

1、 磷酸40ml/-50ml/l磷酸钠80g/l-100g/l氨水50ml/l-70ml/lPH值6-8温度常温交流电压40v-60V直流电压60v-80V阳极电流密度W1A/dm2阴极材料铅板阳极化时间W20min表3：电解液工艺参数按如上实验原理进行处理，通过改变电压观察实验结果，鉴于时间一定，氧化膜颜色由浅入深后不再变化，故统一划定实验时间15-20min。实验结果见表4.电压/V颜色电压颜色10土色55红黄色15褐色60粉红色20蓝紫色65玫瑰红色25普蓝色70紫色30蓝灰色75孔雀蓝色35青色80苹果绿色40淡灰色85翠绿色45淡黄色90黄绿色50金黄色95深米色表4：氧化膜颜色与电压

2、之间的关系，后期处理：后期处理主要是水洗和烘干，经过后期处理可以显著提高氧化膜的表面抗污性、颜色稳定性和耐磨性。后期处理所用的溶液详见下表去离子水适量溶积PH值6.5-7.5温度900C-1000c时间10min20min表5：后期水洗溶液阳极化工艺条件的确定及对氧化膜层的影响：（1）电解液的浓度：阳极氧化的过程包含两个过程，即氧化膜的生成过程和溶解过程。氧化膜的生成受溶液浓度影响较大，在其它条件相同时，一般溶液中氧化剂含量越高则成膜速度越快，但溶液浓度对膜层的厚度（颜色）、外观、耐磨性能、脆性、结构及组成等都有很大影响。因此，磷酸及磷酸钠含量过高或过低，对电解液的氧化能力及膜层质量都会有影响

3、。试验依据氧化膜的基本质量要求，从膜层外观（颜色、覆盖情况）变化和氧化过程的稳定性（膜的生成和溶解保持一定的速度）来判断工艺是否良好，试验确定了电解液主要成分磷酸（H：。PO。）、磷酸钠（Na。PO。q2H。O）、氨水（NH。OH）的浓度范围，能够保证工艺的可靠和基本稳定性。同时，磷酸和氨水也用于调整电解液的PH值。PH值：对酸、碱性配方而言，电解液的PH值会严重影响氧化膜的成膜速度和膜层性能。酸性强，膜的溶解速度加大，氧化膜的生成速度降低。如以重铬酸钾&Cr：0,、硫酸铵(NH。)：S04为主要成分的电解液中，PH低时，由于膜的化学溶解较快，膜的生长速度相对就减小；PH高时，膜的脆性增加，会

4、导致膜层剥落。我们所选定的磷酸铵钠盐F电解液是中性配方，它具有良好的氧化成膜特性，并且克服了强酸性配方易使零件过腐蚀、产生氢脆的危害，工艺的操作性、可靠性好，电解液在中性(PH68)条件下能满足阳极化工艺要求。(3)温度：温度是影响膜层质量的一个重要因素,一般而言,升高温度使电解液中的离子活性增大,运动速度加快,从而加快了对阴极区离子的补充和阳极区溶解离子的扩散,会降低极化作用。温度过高,电压、电流不易稳定,氧化膜溶解速度加快,膜层的光洁度和均匀性都会有所下降,容易出现条纹；温度过低,膜层发脆,氧化时间延长。通过试验,得出本电解液温度为204c30C时，所得膜层的均匀性和光洁度较好，成膜速度也

5、较快，当温度超过40。C时，膜层质量下降。虽然氧化膜的生成是放热反应，因膜层电阻较高还会产生焦耳热,但由于在本配方及工艺条件下,氧化成膜速度快,膜电阻的产生使电流很快降低,因而放热量少,氧化前后温度变化不太,在室温条件下能满足阳极化工艺要求。(4)时例：阳极氧化时间的选择取决于电解液的浓度、工艺条件和所需要的膜厚。在试样入槽后,一般随着电解时间延续,膜层的颜色会由浅至深变化,膜层的厚度也随着增加。在本配方及工艺条件下，通电后可快速升到规定电解电压，当膜层达到某一科t颜色(一定厚度)后就不会再随着时间的延续而变化。因此，我们确定在规定阳极化电压下保持时间是1520分钟,然后降低电压至零伏,目视检

6、查阳极氧化部位是否完全覆盖,如不行应重复进行阳极氧化,得到满足质量要求的氧化膜。(5)电压：通过试验研究,发现电压对氧化膜的膜层质量影响是最大的,氧化膜层的颜色随着电压的变化而变化。不同的钛台金材料在阳极氧化时,氧化膜层颜色随电压的升高有一个由浅至深的变化过程，膜层厚度逐渐增加。电压与膜层的颜色有对应关系，一般电压每升高5V,颜色就有一个较明显的变化。(6)电流密度：电流密度对成膜的影响与电压相同,它和氧化膜的生长关系很大。在阳极氧化时,由于膜的阻挡层在通电瞬间即刻形成,并且该阻挡层的电阻很大,使得电流在几秒钟内就急剧下降。当电流密度较小时,膜的继续生长受到限制,得到的膜层较薄；电流密度过大,

7、会使电流效率降低,而且电解时产生的过量氧气对膜层冲击力大,致使膜层变脆或脱落；过高的电流密度有将加工零件烧坏的危险。这表明电流密度是影响膜层质量的关键因素。但在实际操作中,因电流在几秒钟内就急剧下降,没法控制,一般是通过控制电压来实现对电流密度的控制。阳极氧化的未来前景：阳极氧化工艺稳定、操作简单、成本低廉,获得了广泛的应用。钛合金零件的表面状态对后续加工影响很大,不仅化学铣切和阳极氧化需要严格的表面清理,焊接、电镀甚至零件的力学性能都受表面质量的影响,因此表面氧化层的清除必须给予充分的重视。随着新机型的研制,钛合金应用不断加大,钛合金的化学铣切和阳极氧化技术必将获得更大的发展前景。参考文献1

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