7系铝材硬质阳极氧化的研究
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（据本人调研国内南平铝和西南铝还是不错的，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。
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）
6063铝合金
T1处理的屈服强度：90MPa，硬度：42HB
T5处理的屈服强度：175MPa，硬度：60HB
T6处理的屈服强度：210MPa，硬度：73HB
T832处理的屈服强度：240MPa，硬度：95HB
10HW对应的强度大致是120MPa，13HW对应的强度大致是270MPa。这个HW对应强度是外推的，所以只能做参考。
既然是封孔后氧化膜剥离，如果你使用的是镍盐封孔，可从以下两方面入手：
1、镍离子浓度调整：可适当提升镍离子浓度
2、封孔pH值调整：新槽pH值控制在5.8-6.2
另外针对7系铝合金，氧化方面也要控制得当，氧化应采用电压慢慢升高，中途千万不可断电，或者电流大幅波动
所谓铝的阳极氧化是一种电解氧化过程，在该过程中，铝和铝合金的表面通常转化为一层氧化膜，这层氧化膜具有保护性、装饰性以及一些其他的功能特性。从这个定义出发的铝的阳极氧化，只包括生成阳极氧化膜这一部分工艺过程。
阳极氧化（anodic oxidation），金属或合金的电化学氧化。铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，由于外加电流的作用下，在铝制品（阳极）上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化如果没有特别指明，通常是指硫酸阳极氧化。
为了克服铝合金表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，表面处理技术成为铝合金使用中不可缺少的一环，而阳极氧化技术是目前应用最广且最成功的。
性能如下：
1、硬铝：铝镁铜合金。航空业应用最广泛的铝合金。常用2024、2A12、2017A，强度、韧性、抗疲劳性较好，塑性好。用来制造蒙皮、隔框、翼肋等。
2、超硬铝：铝锌镁铜合金。常用7075、7A09，强度极限和屈服强度高，承受载荷大，用来制造机翼上翼面蒙皮、大梁等。
3、防锈铝合金：常用铝镁合金5A02、5A06、5B05。具有较高的抗蚀性、抗疲劳性、良好的塑性、焊接性。用来制造油箱、油管等。
4、铝合金，常用6A02，硬度高，具有良好的耐腐蚀性。制造发动机零件、接头等。
5、铸造铝合金，比重小，抗蚀性、耐热性高，制造发动机机匣等。
扩展资料：
航空铝型材一般是指7系铝合金型材，而普通铝型材是我们日常生产生活中会用到的，一般是6系铝合金型材，像建筑铝型材，工业铝型材等都是普通的 6系铝合金型材。
航空旅行材与普通铝型材最大的区别就是力学性能。7系铝合金是所有铝合金中硬度值最高的，所以适用于航空航天领域。而6系铝合金硬度中等，基本能满足生产生活需要。
第二点区别就是造价不同。铝型材的硬度越高成型越难，所以航空铝型材造价非常高。而我们普通的6系铝合金（最常用的6063,6061等）硬度中等，挤压易成型，生产成本低。
第三点区别就是航空铝型材不可以进行焊接，只能采取其他方法连接。而普通的建筑，工业铝型材可焊接，所以应用领域更广。
第四点区别也非常大，就是耐腐蚀性，7系铝合金耐腐蚀性能非常差，所以表面必须要经过特种工艺处理，又增加了成本。6系铝合金本身就有一定的抗腐蚀性能，表面如果进行阳极氧化，更能大大提高耐腐蚀性能。
综上所述，航空铝合金只是在硬度上比较有优势，其他方面都不如6系铝合金，所以一般只用作航空领域。而6系铝合金拥有很多良好的性能，应用领域非常广泛。
参考资料：百度百科——航空硬铝7075
参考资料：百度百科——硬铝
参考资料：百度百科——超硬铝
参考资料：百度百科——防锈铝合金
参考资料：百度百科——铝合金
参考资料：百度百科——铸造铝合金
7000系列的铝合金也是硬质阳极氧化的理想材料，而2000系列的铝合金相对来说不适合做阳极氧化，尤其是硬质氧化。
如果非要比较的话，个人认为6061相对更适合吧。
1、铝合金阳极处理是指阳极氧化铝，是在铝及铝合金表面镀一层致密氧化铝，为了防止其进一步氧化。其原理是阳极效应：是指阳极和电解质之间电流的传输受到抑制而产生的阻塞现象。
2、阳极氧化铝生产工艺
（1）机械抛光；
（2）化学处理去掉某些合金表面的铜成分；
（3）清洗去油；
（4）放入稀硫酸中作为阳极进行通电，生成表面氧化层；
（5）染色；
（6）固定。
扩展资料：
主要性能：
阳极氧化可显著改善铝合金的耐蚀性能，提高铝合金的表面硬度和耐磨性,经过适当的着色处理后具有良好的装饰性能。
铝及其合金阳极氧化膜着色技术可分为3 种：化学染色、电解着色及电解整体着色。化学染色是利用氧化膜层的多孔性与化学活性吸附各种色素而使氧化膜着色，根据着色机理和工艺可分为有机染料着色、无机染料着色、色浆印色、套色染色和消色染色等。
电解着色是将阳极氧化后的铝及其合金在含有金属盐的水溶液中进行交流电解，在氧化膜多孔层的底部沉积金属、金属氧化物或金属化合物,由于电沉积物对光的散射作用而呈现各种色彩。
电解整体着色指铝及其合金在阳极氧化的同时被着色，其特点是氧化与着色一步完成,着色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。电解整体着色又分为自然发色、电解发色和电源发色法,其中电解发色占主导，自然发色次之,电源发色正在开发中。
参考资料来源：百度百科-阳极氧化铝
参考资料来源：百度百科-阳极效应
多数物品的建筑过程中，所使用的材料数量上都会很多，而有些材料其实本身包含到很多特点，所以若可以安稳的操作好，一些其他的物品甚至于还能够省略掉，铝材就是在这么一个材料，铝材现在有着不少类型区分，当然有些类型的使用地点其实得明确一些，那么航空铝材的优缺点？铝材挑选注意哪些事？
航空铝材的优缺点
航空铝型材一般是指7系铝合金型材，7系铝合金是所有铝合金中硬度值的，航空铝型材不可以进行焊接，只能采取其他方法连接。而普通的建筑，工业铝型材可焊接，所以应用领域更广。
航空铝型材一般是指7系铝合金型材，而普通铝型材是我们日常生产生活中会用到的，一般是6系铝合金型材，像建筑铝型材，工业铝型材等都是普通的6系铝合金型材。
1、航空铝型材不可以进行焊接，只能采取其他方法连接。而普通的建筑，工业铝型材可焊接，所以应用领域更广。
2、铝型材的硬度越高成型越难，所以航空铝型材造价非常高。而我们普通的6系铝合金（最常用的6063，6061等）硬度中等，挤压易成型，生产成本低。
3、7系铝合金耐腐蚀性能非常差，所以表面必须要经过特种工艺处理，又增加了成本。6系铝合金本身就有一定的抗腐蚀性能，表面如果进行阳极氧化，更能大大提高耐腐蚀性能。
铝材挑选注意哪些事
1、查看产品出厂合格证，注意出厂日期、规格、技术条件、企业名称和生产许可证编号。
2、仔细察看产品的表面状况，产品应色彩鲜亮，光泽好，表面不能有明显的擦划伤、气泡等缺陷。
3、一定要注意产品的壁厚，门、窗料的产品厚度应不小于1.2mm。
4、注意产品表面涂层的厚度，阳极氧化产品的膜厚不低于10μm，电泳涂漆产品的膜厚不低于17μm，粉末喷涂的涂层厚度不超出40－120μm范围，氟碳漆喷涂产品应在二涂以上，不能低于30μm。
5、沿海地区的用户选择耐蚀性能较好的电泳涂漆型材、粉末喷涂型材或氟碳喷涂型材产品。
6、日常维护时不能用刷子等其他硬物作为清洗工具，应选择柔软的棉纱和棉布。
上述内容主要所描述的就是我对于航空铝材的优缺点？铝材挑选注意哪些事的具体介绍，铝材现如今经常会出现在房屋建造之中，铝材其实之前的使用效果并不会算很好，但现在使用起来效果异常完美，甚至于能够替代其他的材料，但每一种不同的类型都得分开作了解，千万不要随意添加一些自己的想法。
