钛合金阳极氧化着色技术的工艺与前景
2025-08-13
一、核心工艺:从基础流程到创新技术 1. 传统工艺框架 钛合金阳极氧化着色的标准流程包括: 预处理:采用强碱除油(如碳酸钠溶液)去除轧制油剂,再通过氢氟酸酸洗形成梨皮花纹并清洁表面。 阳极氧化:在酸性(如硫酸、草酸)或碱性(如氢氧化钠)电解液中施加电压(5-100V),促使钛表面生成多孔氧化膜。例如,磷酸电解液在恒电压下可生成透明至深灰色膜,而草酸电解液在较高电压下通过光干涉呈现黄、蓝、紫等彩色膜。 后处理:通过热水封闭或涂覆防指纹涂层(如硬脂酸)提高膜层致密性和耐磨性。 2. 工艺参数的精准调控 电解液配方: 酸性体系(如硫酸)成本低、膜层均匀,适用于航空零部件;草酸体系可生成彩色膜,装饰性强。 复合电解液(如添加柠檬酸或金属离子)可调控孔隙率或增强耐磨性。 电压与时间:电压升高(如从 5V 增至 100V)会增加膜厚,颜色从浅灰逐渐变为深棕;氧化时间通常控制在 30 分钟至 2 小时,过长易导致膜层溶解。 温度控制:多数工艺需维持 10-30℃,温度过高会加速膜层溶解,过低则影响均匀性。 3. 创新工艺突破 渐变色与多彩图案: 采用伺服电极与微电脑结合,通过动态调节电压实现渐变色(如从金黄到深蓝),误差控制在 ±2% 以内。 改良电镀刷笔技术可在氧化槽外局部氧化,一次实现多种颜色图案,效率提升 30%。 环保型电解液: 西安理工大学开发的还原氧化石墨烯 / 柠檬酸体系电解液,可重复使用且耐蚀性提升 93.64%,已应用于建筑钛材。 碱性草酸钠电解液(无氟)在较低能耗下生成厚膜,符合欧盟 REACH 法规。 二、技术价值:性能提升与功能拓展 基础性能强化 耐蚀性:氧化膜(TiO₂)化学稳定性极高,在盐雾测试中耐蚀性可达数千小时,远超钛合金基体。 耐磨性:膜层硬度达 300-800HV,摩擦系数降低 40%,适用于航空发动机叶片和机械轴承。 装饰性:通过调控电压和电解液,可生成 20 余种颜色(如金黄、海蓝、深绿),且颜色持久度达 10 年以上 如需了解更多钛合金阳极氧化着色技术的产业化应用,可参考: 万东钛业:官网为 www.jswandong.com 联系人:陈凯,联系电话:133-7208-5858 |