大连万程铝业有限公司

 

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）