一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，屬于抑制微放電表面處理技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型通過升降電機提起的旋轉(zhuǎn)夾具到一定高度后，轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具作勻速轉(zhuǎn)動，同時側(cè)面固定的吹風(fēng)機，與工件保持一定距離，工件受熱吹風(fēng)和轉(zhuǎn)動影響，工件表面溶液落入氧化槽內(nèi)，同時表面膜層受熱溫度控制在±2℃范圍內(nèi)，一定烘干時間后，Alodine膜層烘干工序完成，得到穩(wěn)定的膜層；本實用新型的裝置可以有效防止導(dǎo)電氧化膜層缺陷的產(chǎn)生，進而較大程度上提高了經(jīng)Alodine導(dǎo)電氧化處理的器件工作的可靠性。
【專利說明】
一種在鍋基表面生成穩(wěn)定A 1d i ne膜層的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，屬于抑制微放電表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Alodine是德國漢高公司在于鋁、鎂等其它金屬表面處理轉(zhuǎn)化為具有一定防護性和功能性膜層方法的統(tǒng)稱。膜層的主要成分為三價鉻和六價鉻的化合物以及鋁的鉻酸鹽氫氧化物(m AI2O3.n Cr(0H)3.q Cr(OH).s Cr04.x H2O)，該膜層具有一定的防護性和導(dǎo)電性，廣泛應(yīng)用于大功率載荷器件，如天線、微波開關(guān)、輸出合成器、功分器等器件的表面處理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，一般將鋁合金工件直接浸漬到Alodine氧化溶液中，在鋁合金工件表面會生成Alodine膜層，但得到的Alodine膜層的微觀形貌(放大倍數(shù)X 30000)具有明顯的不穩(wěn)定特征，如裂紋等缺陷，嚴(yán)重時會暴露鋁基體，對導(dǎo)電氧化膜的防護性和功能性的應(yīng)用產(chǎn)生不利影響。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的技術(shù)解決問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置。
[0005]本實用新型的技術(shù)解決方案是:
[0006]—種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，該裝置包括旋轉(zhuǎn)夾具、轉(zhuǎn)動電機、升降電機、吹風(fēng)機和恒溫槽；
[0007]所述的旋轉(zhuǎn)夾具用于裝掛待處理的工件；
[0008]所述的轉(zhuǎn)動電機用于帶動旋轉(zhuǎn)夾具進行旋轉(zhuǎn)運動；
[0009]所述的升降電機與轉(zhuǎn)動電機活動連接，當(dāng)轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具轉(zhuǎn)動時，升降電機不動，當(dāng)升降電機帶動旋轉(zhuǎn)電機升降時，旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具升降，即旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具將待處理的工件升至吹干位置或旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具將待處理的工件降至Alodine氧化溶液內(nèi)；
[0010]所述的吹風(fēng)機用于對待處理的工件進行吹干處理；
[0011 ]所述的恒溫槽用于盛放Alodine氧化溶液。
[0012]當(dāng)旋轉(zhuǎn)夾具將待處理的工件降至Alodine氧化溶液內(nèi)后，所述的待處理的工件與Alodine氧化溶液發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時間為30s-l 20s，反應(yīng)溫度為20-30 °C。
[0013]所述的吹風(fēng)機對待處理的工件進行吹干處理時，旋轉(zhuǎn)夾具距離吹風(fēng)機最遠(yuǎn)處的溫度為50-60°C，旋轉(zhuǎn)夾具距離吹風(fēng)機最近處的溫度為55-65°C。
[0014]所述的待處理的工件與Alodine氧化溶液反應(yīng)完成后，從離開Alodine氧化溶液的液面至吹干位置時間不大于5m i η。
[0015]所述的旋轉(zhuǎn)夾具為一圓環(huán)，圓環(huán)的下方帶有多個均勻分布的彈簧夾，圓環(huán)的上方帶有金屬支架，金屬支架的頂端帶有掛鉤，金屬支架用于與轉(zhuǎn)動電機的傳動軸通過掛鉤連接;所述的旋轉(zhuǎn)夾具的材質(zhì)為不銹鋼，其外表面均包覆有一層聚四氟乙烯。
[0016]當(dāng)所述的吹風(fēng)機對待處理的工件進行吹風(fēng)處理時，待處理的工件與吹風(fēng)機處于同一水平位置，且待處理的工件與吹風(fēng)機的水平距離為300mm-500mm。
[0017]所述的轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動角速度為18°/s_36°/s，所述的升降電機的升降速度為lcm/s_5cm/s0
[0018]該裝置還包括Cr6+在線測試儀、補充槽、反饋系統(tǒng)和電磁閥門；
[0019]所述的Cr6+在線測試儀用于實時測試Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)；
[°02°]所述的補充槽用于盛放Alodine氧化溶液，當(dāng)恒溫槽中Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)低于設(shè)定值時，對恒溫槽中的Alodine氧化溶液進行補充；
[0021]所述的反饋系統(tǒng)用于采集Cr6+在線測試儀的數(shù)據(jù)，當(dāng)反饋系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)與Alodine氧化溶液的初始點數(shù)值之間的差值小于設(shè)定值時，反饋系統(tǒng)打開電磁閥門，電磁閥門對補充槽中的Alodine氧化溶液進行釋放至恒溫槽中，電磁閥門打開一次釋放設(shè)定體積Alodine氧化溶液，釋放時間一般為8-10s。
[0022]所述的設(shè)定值為0.1-0.2，所述的Alodine氧化溶液中Cr6+點數(shù)為8-9。
[0023]所述的補充槽為一不銹鋼壓力容器。
[0024]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0025](I)本實用新型采用旋轉(zhuǎn)夾具保持工件一定的轉(zhuǎn)動速率，可避免工件因接觸溶液面積的不同引發(fā)表面膜層狀態(tài)的不一致問題；
[0026](2)本實用新型采用Cr離子在線測試儀和溶液補充反饋系統(tǒng)，可實現(xiàn)對氧化溶液濃度(Cr離子點數(shù))的精細(xì)化綜合控制，避免傳統(tǒng)導(dǎo)電氧化溶液濃度參數(shù)范圍的寬泛化引起膜層的電化學(xué)過程生成狀態(tài)的不穩(wěn)定性；
[0027](3)本實用新型采用旋轉(zhuǎn)夾具和定間距吹風(fēng)烘干相結(jié)合的干燥方法，避免了由于工件表面水分無法及時烘干發(fā)生膜層水解的問題；
[0028](4)本實用新型中吹風(fēng)機對待處理的工件進行吹干處理時，轉(zhuǎn)動電機仍然帶動待處理的工件轉(zhuǎn)動，使得待處理的工件表面的膜層受熱均勻；
[0029](5)溶液浸漬轉(zhuǎn)動氧化處理:通過升降電機傳動軸將旋轉(zhuǎn)夾具上的工件浸入到氧化溶液中，轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具在氧化溶液作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速控制精度為±2°/s;
[0030](6)溶液濃度自調(diào)節(jié)處理:在線自動Cr6+測試儀通過反饋控制系統(tǒng)連接一只可輸出溶液的不銹鋼壓力容器，當(dāng)在線離子測試儀顯示Cr6+點數(shù)在一定數(shù)值以下時，反饋系統(tǒng)接到臨界濃度的反饋信號，開啟電磁閥門輸出一定體積的原溶液至恒溫氧化槽中，保持Cr6+點數(shù)控制精度在±0.5范圍內(nèi)；
[0031](7)定溫旋轉(zhuǎn)吹干處理:通過升降電機提起的旋轉(zhuǎn)夾具到一定高度后，轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具作勻速轉(zhuǎn)動，同時側(cè)面固定的吹風(fēng)機，與工件保持一定距離，工件受熱吹風(fēng)和轉(zhuǎn)動影響，工件表面溶液落入氧化槽內(nèi)，同時表面膜層受熱溫度控制在±2°C范圍內(nèi)，一定烘干時間后，Alodine膜層烘干工序完成，得到穩(wěn)定的膜層；
[0032](8)本實用新型的裝置可以有效防止導(dǎo)電氧化膜層缺陷的產(chǎn)生，進而較大程度上提高了經(jīng)Alodine導(dǎo)電氧化處理的器件工作的可靠性。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型的裝置組成示意圖；
[0034]圖2為實施例制備的帶有Alodine膜層的鋁合金工件的SEM形貌圖；
[0035]圖3為現(xiàn)有技術(shù)制備的帶有Alodine膜層的鋁合金工件的SEM形貌圖。
【具體實施方式】
[0036]如圖1所示，一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，該裝置包括控制系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)夾具、升降電機、轉(zhuǎn)動電機、吹風(fēng)機、恒溫槽、Cr6+在線測試儀、補充槽、反饋系統(tǒng)和電磁閥門；所述的控制系統(tǒng)對升降電機的升降和轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動進行控制；
[0037]所述的控制系統(tǒng)用于控制升降電機的升降及升降速度；
[0038]所述的旋轉(zhuǎn)夾具用于裝掛待處理的工件，所述的待處理的工件的材質(zhì)為鋁合金；
[0039]所述的轉(zhuǎn)動電機用于控制旋轉(zhuǎn)夾具的轉(zhuǎn)動速度，轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動角速度為18°/s-36%；
[0040]所述的升降電機與轉(zhuǎn)動電機活動連接，當(dāng)轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具轉(zhuǎn)動時，升降電機不動，當(dāng)升降電機帶動旋轉(zhuǎn)電機升降時，旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具升降；
[°041 ]用于控制旋轉(zhuǎn)夾具的升降，升降速度為lcm/s-5cm/s;
[0042]所述的吹風(fēng)機用于對處理完成的工件進行吹干處理；
[0043]所述的恒溫槽用于盛放Alodine氧化溶液；
[0044]所述的Cr6+在線測試儀用于實時測試Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)；
[0045]所述的補充槽用于盛放Alodine氧化溶液，當(dāng)恒溫槽中Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)低于設(shè)定值時，對恒溫槽中的Alodine氧化溶液進行補充；
[0046]所述的反饋系統(tǒng)用于采集Cr6+在線測試儀的數(shù)據(jù)，當(dāng)反饋系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)與Alodine氧化溶液的初始點數(shù)值之間的差值小于設(shè)定值時，反饋系統(tǒng)打開電磁閥門，電磁閥門對補充槽中的Alodine氧化溶液進行釋放至恒溫槽中，電磁閥門打開一次釋放設(shè)定體積Alodine氧化溶液，釋放時間一般為8-10s;
[0047]所述的設(shè)定值為0.1-0.2；
[0048]所述的Alodine氧化溶液中Cr6+點數(shù)為8-9;
[0049]所述的待處理的工件與Alodine氧化溶液的反應(yīng)時間為30s-120s;
[0050]所述的吹風(fēng)機對反應(yīng)完成的工件進行吹干處理時，旋轉(zhuǎn)夾具距離吹風(fēng)機最遠(yuǎn)處的溫度為50-60°C，旋轉(zhuǎn)夾具距離吹風(fēng)機最近處的溫度為55-65°C ；
[0051]所述的處理完成的工件從離開Alodine氧化溶液的液面至吹干位置時間不大于5min；
[0052]所述的恒溫槽的溫度為20_30°C;
[0053]所述的旋轉(zhuǎn)夾具為一圓環(huán)，圓環(huán)的下方帶有多個均勻分布的彈簧夾，圓環(huán)的上方帶有金屬支架，金屬支架的頂端帶有掛鉤，金屬支架用于與轉(zhuǎn)動電機的傳動軸通過掛鉤連接；
[0054]當(dāng)所述的吹風(fēng)機對待處理的工件進行吹風(fēng)處理時，待處理的工件與吹風(fēng)機處于同一水平位置，且待處理的工件與吹風(fēng)機的水平距離為300mm-500mm;
[0055]所述的補充槽為一不銹鋼壓力容器；
[0056]工作過程:將待處理的工件固定在旋轉(zhuǎn)夾具的彈簧夾上，再將旋轉(zhuǎn)夾具與轉(zhuǎn)動電機進行連接，恒溫槽中放置設(shè)定體積的Alodine氧化溶液，補充槽中放置設(shè)定體積的Alodine氧化溶液;升降電機開始工作，使轉(zhuǎn)動電機向下移動，轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具完全浸漬到Alodine氧化溶液中，升降電機停止工作，旋轉(zhuǎn)電機開始工作，使旋轉(zhuǎn)夾具按照設(shè)定角速度開始轉(zhuǎn)動，此時待處理的工件與Alodine氧化溶液開始發(fā)生反應(yīng)，達到設(shè)定時間后，升降電機開始工作，使轉(zhuǎn)動電機向上移動，轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具升至待處理的工件與吹風(fēng)機處于同一水平位置時，升降電機停止工作，開啟吹風(fēng)機，吹風(fēng)機對待反應(yīng)完成的工件進行吹干處理，處理完成后，將旋轉(zhuǎn)夾具從轉(zhuǎn)動電機上取下，然后再將工件從彈簧夾上取下，得到帶有穩(wěn)定Alodine膜層的招合金工件。
[0057]當(dāng)鋁合金工件在與Alodine氧化溶液反應(yīng)過程中，通過Cr6+在線測試儀實時測試Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)，如果Alodine氧化溶液的濃度下降0.1-0.2個點數(shù)時，反饋系統(tǒng)將打開電磁閥門，使補充槽中的Alodine氧化溶液補充到恒溫槽中，使恒溫槽中的Al od ine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)達到設(shè)定值。
[0058]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0059]實施例
[0060]待處理的鋁合金工件長20mm、寬15mm、高10mm，招合金牌號為2A12，狀態(tài)為T4。
[0061]所述旋轉(zhuǎn)夾具直徑為300mm，其下方均勻安裝有10只彈簧夾。
[0062]將10只工件分別裝于旋轉(zhuǎn)夾具的彈簧夾上固定，并將旋轉(zhuǎn)夾具掛于旋轉(zhuǎn)電機的上。
[0063]恒溫槽內(nèi)腔尺寸長500mm、寬500mm、高1000mm，其材質(zhì)為不銹鋼。
[0064]將1kgAlodine藥劑裝于恒溫槽內(nèi)，然后將去離子水倒入恒溫槽內(nèi)至液面達到250L，Alodine濃度為40g/L，通過在線Cr6+測試儀顯示其溶液點數(shù)為8.0，恒溫槽溶液溫度為 25°C。
[0065]升降電機下降速度為3cm/s，升降電機開啟，將旋轉(zhuǎn)夾具降至恒溫槽液內(nèi)，所有工件浸沒在溶液中后，升降電機停止工作。
[0066]旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)角速度為25°/s，旋轉(zhuǎn)電機開啟，帶動旋轉(zhuǎn)夾具上的工件在溶液中作圓周運動，30s后，旋轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)，再30s后，升降電機開啟，升降速度為3cm/s，經(jīng)過40s后，將旋轉(zhuǎn)夾具帶著工件升至與吹風(fēng)機同一水平位置。
[0067]吹風(fēng)機開啟，轉(zhuǎn)動電機帶著旋轉(zhuǎn)夾具繼續(xù)轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)夾具中心與吹風(fēng)口距離400mm，靠近吹風(fēng)機一端測試溫度為61°C，遠(yuǎn)離吹風(fēng)機一端測試溫度為57°C，直至工件表面溶液吹干為止。旋轉(zhuǎn)電機和吹風(fēng)機停止工作，取下處理完成的工件。
[0068]所述的Cr6+在線測試儀用于實時測試Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)，初始點數(shù)為 8.0;
[0069]所述的補充槽用于盛放25LAlodine藥劑，當(dāng)恒溫槽中Alodine氧化溶液中Cr6+的點數(shù)低于7.9時，對恒溫槽中的Alodine氧化溶液進行補充；
[0070]所述的反饋系統(tǒng)用于采集Cr6+在線測試儀的數(shù)據(jù)，當(dāng)反饋系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)與Alodine氧化溶液的初始點數(shù)值之間的差值大于0.1時，反饋系統(tǒng)打開電磁閥門，電磁閥門對補充槽中的Alodine藥劑進行釋放至恒溫槽中，電磁閥門打開一次釋放0.25LAlodine氧化溶液，釋放時間一般為8s，Cr6+在線測試儀測試補充后的恒溫槽溶液點數(shù)為8.1。
[0071]對按此裝置制備的Alodine膜層的鋁合金工件進行SEM形貌測試，測試結(jié)果如圖2所示，由圖2可知,Alodine膜層沒有裂紋缺陷；
[0072]按照現(xiàn)有技術(shù)中的方法制備的Alodine膜層的鋁合金工件，即將鋁合金工件直接浸漬到Alodine溶液中，60s后取出，然后對鋁合金工件進行SEM形貌測試，測試結(jié)果如圖3所示，由圖3可知，其表面存在粗大裂紋缺陷。
【主權(quán)項】
1.一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，其特征在于:該裝置包括旋轉(zhuǎn)夾具、轉(zhuǎn)動電機、升降電機、吹風(fēng)機和恒溫槽； 所述的旋轉(zhuǎn)夾具用于裝掛待處理的工件； 所述的轉(zhuǎn)動電機用于帶動旋轉(zhuǎn)夾具進行旋轉(zhuǎn)運動； 所述的升降電機與轉(zhuǎn)動電機活動連接，當(dāng)轉(zhuǎn)動電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具轉(zhuǎn)動時，升降電機不動，當(dāng)升降電機帶動旋轉(zhuǎn)電機升降時，旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具升降，即旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具將待處理的工件升至吹干位置或旋轉(zhuǎn)電機帶動旋轉(zhuǎn)夾具將待處理的工件降至Alodine氧化溶液內(nèi)； 所述的吹風(fēng)機用于對待處理的工件進行吹干處理； 所述的恒溫槽用于盛放Alodine氧化溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，其特征在于:所述的旋轉(zhuǎn)夾具為一圓環(huán)，圓環(huán)的下方帶有多個均勻分布的彈簧夾，圓環(huán)的上方帶有金屬支架，金屬支架的頂端帶有掛鉤，金屬支架用于與轉(zhuǎn)動電機的傳動軸通過掛鉤連接;所述的旋轉(zhuǎn)夾具的材質(zhì)為不銹鋼，其外表面均包覆有一層聚四氟乙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，其特征在于:當(dāng)所述的吹風(fēng)機對待處理的工件進行吹風(fēng)處理時，待處理的工件與吹風(fēng)機處于同一水平位置，且待處理的工件與吹風(fēng)機的水平距離為300mm-500mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在鋁基表面生成穩(wěn)定Alodine膜層的裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)動電機的轉(zhuǎn)動角速度為18° /s-36° /s，所述的升降電機的升降速度為I cm/s_5cm/So
【文檔編號】C23C22/00GK205420547SQ201521028501
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月10日
【發(fā)明人】金欣, 馬小琴, 黃信林, 劉洪
【申請人】中國航天時代電子公司