我厂在研制、生产某型号发动机紧固件的过程 中，设计要求 Ti-6Al-4V 合金材料的表面处理为黄 色阳极氧化，而且要求氧化膜的厚度为 2 5μm。 据有关资料介绍[11 ，铁合金着色阳极氧化通常是采 用恒电流方式进行，即:根据零件的表面积给定电流 密度，随着电压的上升，在不同的电压时段得到不同的颜色，所制得的氧化膜厚度通常在 0.3μm 以下， 因而该工艺也称为着色阳极氧化。很显然，采用传 统的阳极氧化工艺是难以达到设计规定的膜层厚度 要求的。
在工艺研究过程中，我们先后用定电流(恒电流 和直流叠加脉冲〉等方法进行探索性氧化试验，但制 得的阳极氧化膜呈暗绿、黄、红等杂色，且膜层厚度 均在 0.3μm 以下，外观质量和膜层厚度均满足不 了设计要求。为此，我们根据阳极氧化过程中膜的 形成原理，采用恒电压法进行试验，所制得的膜层厚 度和外观均达到产品规定的要求。
1 试验
1.1 试验材料
试样为 Ti-6Al-4V 合金，加工成产品零件。所 用电源设备为 TSK-300 型阳极氧化数控电源。试 验溶液以硫酸为基础成分，另加少量添加剂。
1.2 试验步骤 (1)考察不同的氧化电压、温度、缓启动时间及氧化时间对氧化膜外观质量和膜层厚度的影响。
(2) 按照《非磁性金属基体上非导电覆盖层厚 度测量涡流法))(GB 4957)，测量膜层厚度。测量仪 器为 CTG-10 型测厚仪。
1.3 工艺流程 超声波除油一→热水洗一→冷水洗一→光亮酸处理一→冷水洗一→冷水洗一→装夹具一→冷水洗 一→阳极氧化一→冷水洗一→冷水洗一→纯水洗 一→干燥一→检验一→包装
2 结果与讨论
2.1 工艺参数优化
由于不同牌号的铁合金其合金成分不同、合金相也不同，所以得到同一种颜色的氧化膜需要的氧化电压是不同的。因此，我们在对 Ti-6Al-4V 合金 试样进行阳极氧化试验时，首先将电压设定在某数 值，观察通电后电压上升过程中零件表面开始出现 黄色膜的大致电压范围，然后利用正交试验进行优化。
2.2 试验结果
选取氧化电压、槽液温度、缓启动时间、延时时间作为 4 个因素，进行正交试验优化。从方便生产的角度考虑，较优的生产工艺规范推荐如下:氧化电 压 48 V，槽液温度 14 20 "C，缓启动时间 1 min，延 时时间 25 30 mino
3 生产应用
根据优选工艺规范，从 2009 年第二季度开始应 用于某型号发动机 Ti-6Al-4V 合金螺母、螺栓紧固 件的生产。据不完全统计，截至 2010 年 6 月共生产 了二十多个批次，两万多件产品，氧化膜的外观质量 和膜层厚度均符合设计要求。
4 生产中的注意事项
(1)挂具设计要合理，装挂时不能形成气囊，并 确保导电接触良好。
(2) 零件在阳极氧化前不宜吹砂处理，否则阳 极氧化膜发暗、无光泽。
(3) 如阳极氧化前零件为吹砂表面时，应进行喷丸或光亮酸处理，使零件表面呈亮白色，这样零件 阳极氧化后表面才不会发暗或产生条纹缺陷。
