一種提高鋁合金零件耐磨性的特種表面處理工藝及處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高鋁合金零件耐磨性的特種表面處理工藝及處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]需加工如圖1-2所示的鋁合金零件時(shí)，該零件的材料為鋁合金6A02-T6，硬度要求HV > 500，加工長(zhǎng)度為162mm，孔徑為Φ 40，圓柱度要求為Φ 0.01mm，表面粗糙度Ra值為1.6μπι。從上述零件的技術(shù)要求可以看出:此零件要求重量要輕，為鋁合金材料，孔內(nèi)有閥芯運(yùn)動(dòng)，要求有較高的硬度和表面粗糙度較外，還要求缸體孔與閥芯間隙公差為0.01mm。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)加工工藝為:下料一車外圓及內(nèi)孔一銑四方一加工中心粗精內(nèi)孔及其它孔一鋁合金陽(yáng)極氧化一配磨缸體內(nèi)孔一產(chǎn)品入庫(kù)。采用這種工藝方法陽(yáng)極化后，孔加工有以下幾個(gè)問(wèn)題不能滿足技術(shù)要求:1)表面處理后鋁合金表面硬度不高，陽(yáng)極化后處理零件表面硬度HV < 400 ;2)普通陽(yáng)極化孔的鍍層厚度小，鍍層厚度< 0.05mm ;3)鍍層不一致；4)陽(yáng)極化過(guò)程尖邊容易放電，報(bào)廢率高；5)陽(yáng)極化表面處理后需進(jìn)行與閥芯逐一單配(因需要保證缸體孔與閥芯間隙0.01mm公差，閥芯的制造公差一般為0.01mm)配磨加工，加工成本高、效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種提高鋁合金零件耐磨性的特種表面處理工藝及處理系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)加工工藝所存在的表面硬度低、鍍層薄、鍍層不一致、陽(yáng)極化過(guò)程尖邊容易放電，報(bào)廢率高、加工成本高、效率低等問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種提高鋁合金零件耐磨性的特種表面處理工藝，該工藝包括以下步驟:
[0007](a)預(yù)除油:用汽油清洗工件后用壓縮空氣吹干或自然干燥；
[0008](b)化學(xué)除油:在化學(xué)除油槽中加入濃度為40_50g/L的Na3P0#濃度為40_50g/L的Na2C(V混合槽液，將工件置于化學(xué)除油槽內(nèi)進(jìn)行化學(xué)除油，控制槽液溫度為70-80°C，時(shí)間為 5-10min，
[0009](c)清洗:化學(xué)除油后取出工件并用冷水和熱水交替清洗，熱水溫度70-80°C，冷水溫度為10-20 °C ；
[0010](d)堿蝕:在堿蝕槽中加入濃度為40-60g/L的NaOH和40_50g/L的NaF混合槽液，將工件置于堿蝕槽中，控制槽液溫度為60-70°C，時(shí)間為0.5-lmin ;
[0011](e)清洗:堿蝕后取出工件并用冷水和熱水交替清洗，熱水溫度70-80°C，冷水溫度為 10-20。。;
[0012](f)出光:在出光槽中加入濃度為350_450g/L的Na03槽液，將工件放入出光槽內(nèi)2_4min ；
[0013](g)清洗:出光完成后取出工件并用溫度為10_20°C的冷水清洗干凈；
[0014](h)上夾具:將工件裝夾在特種陽(yáng)極化槽內(nèi)的夾具上；
[0015](i)特種陽(yáng)極化:在特種陽(yáng)極化槽中加入濃度為200-230g/L的H2S04和濃度為12ml/L的C3H6(V混合槽液，控制混合槽液溫度的為-10?_6°C，控制電流密度為2.5-4A/dm2、電壓為 70V、時(shí)間 30-35min ；
[0016](j)清洗:特種陽(yáng)極化后取出工件并用溫度為10-20°C的冷水清洗干凈；
[0017](k)填充:在填充槽中加入濃度為100%的純凈水，將工件放入填充槽內(nèi)并控制水溫為 80-100°C，時(shí)間 50-55min ；
[0018](1)烘干:填充完成后取出工件用溫度為150_300°C的熱空氣烘干，并檢驗(yàn)工件質(zhì)量;
[0019](m)退膜片:在退膜片槽內(nèi)加入濃度為35ml/L的H3P0jP濃度為20g/L的Cr 303混合槽液，放入工件并控制槽液溫度為85-95°C、電流密度2.5-4A/dm2、電壓70V，時(shí)間30-35min ；
[0020](η)油封入庫(kù):退膜片完成后取出工件并自然干燥，再次檢測(cè)其質(zhì)量后油封入庫(kù)。
[0021]所述步驟⑴中，陽(yáng)極化時(shí)以恒定電流的方式給電，電流緩慢上升并在5min內(nèi)升至規(guī)定值。
[0022]一種提高鋁合金零件耐磨性的特種表面處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次布置的化學(xué)除油槽、水洗槽A、堿蝕槽、水洗槽B、出光槽、水洗槽C、特種陽(yáng)極化槽、水洗槽D、填充槽、烘干槽和退膜片槽。
[0023]所述特種陽(yáng)極化槽包括電解槽，電解槽內(nèi)部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有鉛棒和工件，電解槽上設(shè)有電源、PLC控制單元、攪拌裝置和冷凍單元，PLC控制單元與電源相連，且連接導(dǎo)線上還連接有測(cè)溫儀，測(cè)溫儀插入電解槽中。
[0024]所述電解槽分為三層，最外層由塑料板焊接而成，最里層為鉛板，塑料板與鉛板之間填充有保溫層。
[0025]所述特種陽(yáng)極化槽的槽液濃度、槽液溫度、電流密度、電壓、時(shí)間全部由PLC控制單元檢測(cè)控制。
[0026]所述裝夾工件的夾具材料為鋁。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，表面處理后鋁合金表面硬度高，陽(yáng)極化后處理零件表面硬度HV > 600 ;涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度高，且鍍層厚度多，鍍層厚度可達(dá)0.20mm ;涂層性能可調(diào)，鍍層厚度的公差可控制在0.01mm內(nèi)；可以實(shí)現(xiàn)非線性操作，即可以對(duì)形狀復(fù)雜工件進(jìn)行表面處理。此外，使用本發(fā)明加工出的鋁合金缸體質(zhì)量穩(wěn)定，加工成本低和加工效率高，且可推廣應(yīng)用于不同零件的鋁合金產(chǎn)品的增加耐磨性處理。且采用本發(fā)明可提高鋁合金表面硬度；提高鋁合金缸體鍍層厚度；控制厚度的一致性；提高了工件的合格率及生產(chǎn)效率，并可降低產(chǎn)品的加工成本。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是需加工的工件俯視圖；
[0030]圖2是圖1的A-A剖視圖；
[0031]圖3是本發(fā)明中處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是本發(fā)明中特種陽(yáng)極化槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖中:1-化學(xué)除油槽，2-水洗槽A，3-堿蝕槽，4-水洗槽B，5_出光槽，6_水洗槽C，7-特種陽(yáng)極化槽，8-水洗槽D，9-填充槽，10-烘干槽，11-退膜片槽，701-電解槽，702-測(cè)溫儀，703-工件，704-電源，705-攪拌裝置，706-鉛棒，707-PLC控制單元，708-冷凍單元，709-塑料板，710-鉛板，711-保溫層。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明，但所要求的保護(hù)范圍并不局限于所述；
[0035]如圖3-4所示，本發(fā)明提供的提高鋁合金零件耐磨性的特種表面處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次布置的化學(xué)除油槽1、水洗槽A2、堿蝕槽3、水洗槽B4、出光槽5、水洗槽C6、特種陽(yáng)極化槽7、水洗槽D8、填充槽9、烘干槽10和退膜片槽11。特種陽(yáng)極化槽7包括電解槽701，電解槽701內(nèi)部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有鉛棒706和工件703，電解槽701上設(shè)有電源704、PLC控制單元707、攪拌裝置705和冷凍單元708，PLC控制單元707與電源704相連，且連接導(dǎo)線上還連接有測(cè)溫儀702，測(cè)溫儀702插入電解槽701中。電解槽701分為三層，最外層由塑料板709焊接而成，最里層為鉛板710，塑料板709與鉛板710之間填充有保溫層711。特種陽(yáng)極化槽7的槽液濃度、槽液溫度、電流密度、電壓、時(shí)間全部由PLC控制單元707檢測(cè)控制。
[0036]實(shí)施例1:
[0037]預(yù)除油:用汽油清洗工件703后用壓縮空氣吹干或自然干燥；化學(xué)除油:在化學(xué)除油槽1中加入濃度為50g/L的Na3P0jP濃度為50g/L的Na 2C(V混合槽液，將工件703于化學(xué)除油槽1內(nèi)進(jìn)行化學(xué)除油，控制槽液溫度為70°C，時(shí)間為5min，清洗:化學(xué)除油后取出工件703并用冷水和熱水交替清洗，熱水溫度80°C，冷水溫度為20°C ;堿蝕:在堿蝕槽3中加入濃度為60g/L的NaOH和50g/L的NaF混合槽液，將工件置于堿蝕槽3中，控制槽液溫度為70°C，時(shí)間為0.5min ;清洗:堿蝕后取出工件703并用冷水和熱水交替清洗，熱水溫度80°C，冷水溫度為20°C ；出光:在出光槽5中加入濃度為450g/L的Na03槽液，將工件703放入出光槽5內(nèi)2min ;清洗:出光完成后取出工件703并用溫度為20°C的冷水清洗干凈；上夾具:將工件703裝夾在特種陽(yáng)極化槽7內(nèi)的夾具上，裝夾工件703的夾具材料為鋁；特種陽(yáng)極化:在特種陽(yáng)極化槽7中加入濃度為230g/L的H2S0jP濃度為12ml/L的C3H6(V混合槽液，控制混合槽液溫度的為_(kāi)6°C，控制電流密度為4A/dm2、電壓為70V、時(shí)間30min，陽(yáng)極化時(shí)以恒定電流的方式給電，電流緩慢上升并在5min內(nèi)升至規(guī)定值；清洗:特種陽(yáng)極化后取出工件703并用溫度為20°C的冷水清洗干凈；填充:在填充槽9中加入濃度為100%的純凈水，將工件703放入填充槽9內(nèi)并控制水溫為100°C，時(shí)間50min ;烘干:填充完成后取出工件703用溫度為300°C的熱空氣烘干，并檢驗(yàn)工件質(zhì)量；退膜片:在退膜片槽11內(nèi)加入濃度為35ml/L的H3P0jP濃度為20g/L的Cr 303混合槽液，放入工件703并控制槽液溫度為95°C、電流密度4A/dm2、電壓70V，時(shí)間30min ;油封入庫(kù):退膜片完成后取出工件703并自然干燥，再次檢測(cè)其質(zhì)量后油封入庫(kù)。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]預(yù)除油:用汽油清洗工件703后用壓縮空氣吹干或自然干燥；化學(xué)除油:在化學(xué)除油槽1中加入濃度為40g/L的Na3P0jP濃度為40g/L的Na 2C(V混合槽液，將工件703于化學(xué)除油槽1內(nèi)進(jìn)行化學(xué)除油，控制槽液溫度為70°C，時(shí)間為lOmin，清洗:化學(xué)除油后取出工件703并用冷水和熱水交替清洗，熱水溫度70°C，冷水溫度為10°C ;堿蝕:在堿蝕槽3中加入濃度為40g/L的NaOH和40g/L的NaF混合槽液，將工件置于堿蝕槽3中，控制槽液溫度為60°C，時(shí)間為lmin ;清洗:堿蝕后取出工件703并用冷水和熱水交替清洗，熱水溫度70V’冷水溫度為10°C ;出光:在出光槽5中加