浅谈铝合金表面处理技术在光纤熔接机上的应用
贾世杰1 彭杰2 李博2 戴伟峰2
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贾世杰1 彭杰2 李博2 戴伟峰2,. 浅谈铝合金表面处理技术在光纤熔接机上的应用[J]. 光电子进展,202310. DOI:10.12721/ccn.2023.160479.
摘要: 在众多金属加工零件中,铝因为密度低、成本低、塑性和成型性好、易加工、表面处理丰富,能够展现出多种效果,而被广泛运用。同样铝合金在光纤熔接机上也广泛运用,配套铝合金加工以及表面处理厂家众多,为熔接机将本增效提供了有利条件。本文主要讲述铝合金不同表面处理技术在熔接机中的应用。
关键词: 金属加工;密度低;成本低;表面处理;光纤熔接机
DOI:10.12721/ccn.2023.160479
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前言

目前熔接机发展越来越快,对机器强度以及重量都有一定要求,体积越来越紧凑小巧,但是同时强度也要满足要求。铝合金凭借密度小强度高,恰好符合当前光纤熔接机材料运用。其熔接机主体框架、支架、安装板、前后外壳等均使用铝合金。因此铝件的使用对熔接机起到重要作用,不同铝件表面处理对熔接机加工制造以及外观均有较大影响。

1 在光纤熔接机上的应用的铝合金材料

在光纤熔接机中铝合金主要在框架支撑部件、外观件以及其他零件。

(1)铸铝件:安装板、支架等。铸铝件相较于铸钢件有着重量轻,强度高,耐腐蚀等特点。其优点有良好的铸造性,可制作复杂造型的零件,成本低,工艺性好。其缺点有零件内部易产生疏松、缩孔气孔等缺陷,待加工后露出。

(2)压铸铝件:座块、夹具压板等。高压和高速充填是压铸铝的两大特点。其优点有产品质量好,强度一般比砂型铸造提高25%~30%,尺寸稳定,互换性好,产品光洁,可直接使用,经济效果优良。其缺点有成型过程填充腔体速度高,易产生气孔,不能进行热处理,对内凹复杂的铸件实现较为困难,不易小批量生产。

(3)铝材机加工件:切割刀的刀座等。易加工、容易涂层展现多种效果。

(4)钣金铝制品件:前后外罩、电池仓、压板等。良好的导电导热性,延展性好,易冲裁,电镀氧化多种外观,适合做外壳类零件等。

2 铝合金表面常用处理类型

2.1机械抛光

高速旋转的抛光轮与工件摩擦产生高温,是金属表面发生塑性变形,从而平整了金属表面的凸凹点,同时使在周围大气氧化下瞬间生成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来,从而变得越来越光亮。主要作用是去除工件表面的毛刺、划痕、腐蚀斑点、砂眼、气孔等表面缺陷。同时进一步清除工件表面上的细微不平,使其具有更高的光泽,直至镜面效果。

2.2喷砂

用净化的压缩空气将干沙流或其它磨粒喷到铝制品表面,从而去除表面缺陷,呈现出均一无光的沙面。主要作用:去除工件表面的毛刺、铸件熔渣及其他缺陷和污垢;改善合金机械性能;取得均一的表面消光效果。

2.3化学抛光或电化学抛光

化学抛光或电化学抛光是通过控制铝材表面选择性的溶解,使铝材表面微观凸出部分较其凹洼部分优先溶解,从而达到表面平整光亮的目的。电化抛的原理是尖端放电,其他的化抛类似。化学抛光或电化学抛光是高级精饰处理方法,能去除铝制品表面轻微的模痕和擦划伤条纹,去除机械抛光中可能形成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜等,使粗糙的表面趋于光滑从而获得近似镜面光亮的表面,提高了铝制品的装饰效果。

2.4阳极氧化与硬质阳极氧化

阳极氧化是一种电解氧化,在该过程中铝合金的表面通常转化为一层氧化膜,这层膜具有保护性、装饰性以及其他的一些功能性。铝合金硬质阳极氧化和普通氧化膜相比具有以下特点:氧化膜比较厚(一般厚度不小于25um)、硬度比较高(大于350HV)、耐磨性较好、空隙率较低、耐击穿电压较高,而表面平整性可能显得稍差一点。

铸造铝合金通常需要硬质阳极氧化来提高其性能,铸造铝合金常用铝/硅系合金和铝/铜系合金,铝硅系具有良好的铸造性能和耐磨性能而用量最大,广泛应用于结构件和零部件,有时添加铜和镁改善力学性能和耐热性。

2.5铝合金氧化膜的电解着色

以一次氧化膜为基础,在含金属盐的溶液中用直流或交流电进行电解着色的方法,电解着色的耐候性、耐光性和使用寿命比染色法要好、其成本远低于整体着色法,目前广发应用于建筑铝型材的着色。国内外工业化的电解着色槽液基本上都是镍盐和锡盐(包括锡镍混合盐)溶液两大类,颜色大体上都是从浅到深的古铜色系。

2.6铝合金氧化膜的电泳涂装

电泳涂装分为阳极电泳和阴极电泳,阳极电泳涂装的水溶性树脂是一种高价酸的羧酸盐,一般是羧酸铵盐。电泳涂料在酸或碱性溶液中能电离成带点胶粒并分散于水中,在直流电的作用下,带电的树脂胶粒将在金属表面附着一层树脂模。铝合金氧化膜的电泳涂料主要成分是水溶性丙烯酸高分子化合物,为半透明乳胶液。电泳涂装过程是个电化学过程,主要包括电泳、电沉积、电渗和电解四个过程。

3 结论

铝合金表面处理方法众多,本文介绍了接机常用的铝合金零件以及表面处理方法。在熔接机轻量化以及美观的要求下,铝合金的运用以及表面处理起到了重要作用。在今后的发展中熔接机越来越普及,国产的质量也越来越高,同时更低的成本也带来了更大的挑战。越来越多的铝合金的运用同时也增加了相应表面处理的需求,相信今后相关技术会更加稳定、高效、环保,来达到我们的熔接机功能及外观的更高要求。

参考文献

[1]. 张高会,铝及铝合金表面处理研究进展。中国计量学院理学院

[2]. 汤宝寅,氮、氧及金属离子注入铝合金表面改性层摩擦磨损性能研究。摩擦学报

[3]. 陈东初,铝合金表面无铬化学转化膜的研究。表面技术