进气机匣局部硬质阳极化的夹具及方法与流程

本发明涉及进气机匣局部硬质阳极化领域，特别地，涉及一种进气机匣局部硬质阳极化的夹具。此外，本发明还涉及一种包括上述进气机匣局部硬质阳极化夹具的保护方法。

背景技术：

铝合金硬质阳极化是一种厚层铝阳极氧化工艺，生成的氧化膜硬度高，具有微小孔隙，可吸附润滑剂，能显著提高基体金属的耐磨性。为提高航空发动机使用寿命，通常在铝合金活塞、机匣、轴承座等零件需耐磨部位采用局部硬质阳极化工艺。局部硬质阳极化工艺需对不需阳极化部位进行保护，由于零件形状差异，为保证零件硬质阳极化膜层质量，硬质阳极化过程中保护方法和装挂夹具具有不可或缺的作用。

铝合金硬质阳极化过程选用一定浓度的硫酸溶液，把零件作为阳极，铅棒作为阴极，维持电流恒定，在零件表面生成硬质阳极化膜。

阴极反应：4h⁺+4e→2h2

阳极反应：4oh^--4e→2h2o+2o↑

2al+3o→al2o3

阴极有h2析出，阳极生成硬质阳极化膜，多余的氧成气体状态析出。

硬质阳极化过程中，零件与夹具表面需承受较高的电压和电流，夹具与零件必须保持良好的电接触，否则将因接触不良造成击穿或烧伤，因此，需针对不同形状零件结构和特点设计制作专用夹具。

硬质阳极化过程中需对不需阳极化部位进行保护，由于硬质阳极化液体(b)温度低，一般-6℃～0℃，选用保护材料时需选择耐酸耐低温绝缘材料，否则将导致零件局部部位漏阳极化膜，影响产品质量。

为保证铝合金零件耐磨要求，如图1所示，某新机进气机匣需进行局部硬质阳极化。进气机匣的下端面具有面积较大的凹槽10，进气机匣设有内腔，进气机匣的下端面设有多个与内腔连通的开口，其中，内腔腔壁下部突出于凹槽10形成的下环部20，下环部20包围的开口为主开口30，同时下环部20的端面开设有多个小孔。阳极化部位于下环部20的中部。该零件阳极化过程存在如下问题：零件体积大(轮廓尺寸：493×450×274)、重量大，且为多孔、多腔的整体铸造结构，保护困难。因此需提供一种合适的夹具以适应进气机匣局部硬质阳极化。

技术实现要素：

本发明提供了一种进气机匣局部硬质阳极化夹具及保护方法，以解决进气机匣局部硬质阳极化保护的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种进气机匣局部硬质阳极化的夹具，包括拉杆、用于封闭进气机匣的内腔主开口上端的导电板和用于封闭主开口下端的下盖板，拉杆两端分别与导电板和下盖板连接，且至少一端为可拆卸连接，导电板上设有用于悬挂在硬质阳极化装置的导电体上的导电挂钩。

进一步地，拉杆一端固接于下盖板的中心，另一端与导电板的中心通过螺母连接。

导电挂钩与拉杆的顶部螺接，导电挂钩上方还设置有吊环。

进一步地，导电板的下沿设有与内腔主开口配合的凸部，下盖板上沿设有密封垫。

本发明另一方面提供了一种进气机匣局部硬质阳极化方法，包括以下步骤：

对进气机匣除硬阳部以外的区域进行保护。

将经保护处理后的进气机匣装夹在上述的夹具上，并对将夹具的下盖板进行保护。

在进气机匣的凹槽设置连通凹槽以排出其中聚集气体的排气管。

在进气机匣进行硬质阳极化后去除排气管、夹具和保护结构。

进一步地，对进气机匣除硬阳部以外的区域进行保护及将夹具的下盖板进行保护的步骤包括：

在进气机匣上套入密封膜，密封膜至硬阳部上边界起覆盖进气机匣浸没在硬质阳极化液体中的部位。

在下盖板、密封膜与硬阳部的边界、进气机匣在硬阳部以下的部位上涂覆低温蜡。

进一步地，进气机匣在硬阳部上下方相邻的30～50毫米的区域内涂覆有保护漆，下盖板涂覆有保护漆。

进一步地，密封膜为聚氯乙烯膜，保护漆为过氯乙烯漆。

进一步地，排气管设置于进气机匣内，一端延伸至进气机匣顶部上方，另一端从主开口外的开口中穿透密封膜与凹槽连通，排气管与密封膜之间的间隙间设有密封胶带。

进一步地，排气管设置于进气机匣外，一端延伸至进气机匣顶部上方，另一端弯折后延伸至凹槽内。

进一步地，排气管为软质管体或硬质管体，优选，排气管为硬质管体。

本发明具有以下有益效果：上述进气机匣局部硬质阳极化的夹具，导电板封闭进气机匣主开口的上端，下盖板封闭进气机匣主开口的下端，配合硬质阳极化时的其他保护结构使用密封效果好。同时该夹具结构简单，装夹和拆卸方便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的进气机匣放入硬质阳极化液前示意图；

图2是本发明优选实施例的进气机匣局部硬质阳极化的夹具示意图；

图3是本发明优选实施例的进气机匣装夹夹具的结构示意图；

图4是本发明优选实施例的进气机匣放入硬质阳极化液中示意图；

图5是本发明优选实施例的进气机匣装夹后与排气管的结构示意图。

附图标记说明：10、凹槽；20、下环部；30、主开口；40、硬阳部；

100、拉杆；200、导电板；300、下盖板；400、导电挂钩；500、排气管；600、密封膜；

110、螺母；310、密封垫；410、吊环；a；液面；b；硬质阳极化液体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图2～3，本发明的优选实施例提供了本发明一方面提供了一种进气机匣局部硬质阳极化的夹具，包括拉杆100、用于封闭进气机匣的内腔主开口30上端的导电板200和用于封闭主开口30下端的下盖板300，拉杆100两端分别与导电板200和下盖板300连接，且至少一端为可拆卸连接，导电板200上设有用于悬挂在硬质阳极化装置的导电体上的导电挂钩400。

导电挂钩400要求导电性能好，其可采用紫铜棒料加工并弯曲成形，如可采用φ40mm紫铜棒料。导电挂钩400可连接在拉杆100上也可连接在导电板200的其它部位上，导电挂钩400与导电板200固接或可拆卸连接均可。

导电板200作为进气机匣的导电面，形状与进气机匣的主开口30上端匹配，其覆盖在主开口30上端，如可为220mm长60mm宽16mm的规格，以达到密封的目的。同时其还将电流传导至进气机匣，因此也应具有一定的导电性，导电板200可采用紫铜板加工制成。

下盖板300的形状与进气机匣的主开口30下端匹配，其覆盖在主开口30下端，如可为直径φ93.5mm厚度17mm45a钢圆板。进气机匣的主开口30下端端面开设有小孔，下盖板300在封闭进气机匣的主开口30下端的同时，将端面小孔一并封闭。

拉杆100一端连接导电板200，另一端连接下盖板300，至少一端为可拆卸连接，如拉杆100可与导电板200或下盖板300可拆卸连接，或拉杆100两端为可拆卸连接。该设计方便装夹和拆卸。导电板200封闭进气机匣主开口30的上端，下盖板300封闭进气机匣主开口30的下端，防止硬质阳极化溶液从主开口30进入进气机匣内腔，对内腔进行腐蚀。在硬质阳极化时，进气机匣的其它开口可由其它保护结构保护，如密封膜600将进气机匣整体密封。

本发明具有以下有益效果：上述进气机匣局部硬质阳极化的夹具，导电板200封闭进气机匣主开口30的上端，下盖板300封闭进气机匣主开口30的下端，配合硬质阳极化时的其他保护结构使用密封效果好。同时该夹具结构简单，装夹和拆卸方便。

可选地，参照图2～3，拉杆100一端固接于下盖板300的中心，另一端与导电板200的中心通过螺母100连接。导电挂钩400与拉杆100的顶部螺接，导电挂钩400上方还设置有吊环410。

拉杆100可通过焊接或粘接等固接方式与下盖板300连接。拉杆100穿过导电板200，拉杆100上设有螺纹，通过螺母100将导电板200压紧在进气机匣上，使得二者紧密结合，保证零件的导电性。下盖板300需浸没在阳极化溶液中，而导电板200可不浸没在其中。因此选择拉杆100与下盖板300固接的方式，下盖板300上无需设置供拉杆100穿过的穿孔，以提高下盖板300的密封性，同时下盖板300的端面平整，有利于覆盖保护层对其进行保护。如当涂覆低温蜡时，蜡层与下盖板300结合紧密，不容易掉落。拉杆100一端固接，一端螺接，使得夹具结构强度较高，同时便于装夹。拉杆100设置在下盖板300和导电板200的中心，使得夹具受力均匀，装夹稳固。吊环410方便吊车操作拿取。

可选地，参照图2～3，导电板200的下沿设有与内腔主开口30配合的凸部，下盖板300上沿设有密封垫310。

凸部伸入内腔中，增大了导电板200与内腔的接触面面积，夹具与进气机匣结合更好，装夹更为稳固，同时导电性更好。密封垫310可增强下盖板300的密封性，保护进气机匣内腔在硬质阳极化过程中不渗入溶液。密封垫310可以为氟橡胶垫。

本发明另一方面提供了一种进气机匣局部硬质阳极化方法，参照图3～5，包括以下步骤：

对进气机匣除硬阳部40以外的区域进行保护。

将经保护处理后的进气机匣装夹在上述的夹具上，并对将夹具的下盖板300进行保护。

在进气机匣的凹槽10设置连通凹槽10以排出其中聚集气体的排气管500。

在进气机匣进行硬质阳极化后去除排气管500、夹具和保护结构。

进气机匣的硬阳部40即为进气机匣需要进行硬质阳极化的部位。硬阳部40位于进气机匣的下环部20靠近底部的部位。进气机匣上除硬阳部40以外的区域需要进行保护，包括下盖板300，使之与硬质阳极化液体b隔离，以免被其腐蚀。保护措施可参照一般的零件进行局部硬质阳极化方法中的保护方法，如涂覆低温蜡、用密封膜600保护。

参照图1，发明人发现进气机匣体积较大，且内腔空间较大，并且凹槽10的设置也增大了进气机匣体与硬质阳极化液体b的接触面积。因而当其浸没在硬质阳极化液体b中时，进气机匣体所受浮力较大，硬阳部40无法顺利浸没在槽液中，使其在液面a以下，导致硬阳无法进行。另外即使采取某些措施，使得硬阳部40浸没在槽液中，由于凹槽10结构的限制，硬阳部40在硬质阳极化过程中产生的气体无法顺利排出，这些气体的存在会影响硬质阳极化的质量。

排气管500一端与进气机匣的凹槽10连通，另一端延伸至进气机匣外。排气管500利用连通器原理，有效排出凹槽10内聚集空气，消除了凹槽10带来的影响，减少了进气机匣在阳极化槽中的浮力，保证了硬阳部40可顺利浸没在硬质阳极化液体b中，硬阳部40在液面a以下。同时，在硬质阳极化过程中产生的气体也可由排气管500排出，从而保证硬质阳极化的质量。当硬质阳极化完成之后，再去除保护结构、排气管500和夹具。

可选地，参照图4，对进气机匣除硬阳部40以外的区域进行保护及将夹具的下盖板300进行保护的步骤包括：

在进气机匣上套入密封膜600，密封膜600至硬阳部40上边界起覆盖进气机匣浸没在硬质阳极化液体b中的部位。

在下盖板300、密封膜600与硬阳部40的边界和进气机匣在硬阳部40以下的部位上涂覆低温蜡。

进气机匣除主开口30外还具有较多开口，主开口30由下盖板300进行了密封。密封膜600可剪一个与下环部20配合的口子，从下环部20套入将进气机匣的硬阳部40以上的区域进行覆盖，可密封除主开口30外的其它开口。

密封膜600与进气机匣的下环部20之前可能存在缝隙，缝隙存在密封膜600与硬阳部40的边界位置，在此涂覆低温蜡，采用低温蜡进行密封，增强密封膜600的密封性。进气机匣在硬阳部40以下的区域也非硬阳区，同样可采用低温蜡进行保护，使之与硬质阳极化液体b隔离。同理，下盖板300上也涂覆低温蜡，避免其被硬质阳极化液体b腐蚀，增强使用寿命。

可选地，参照图5，进气机匣在硬阳部40上下方相邻的30～50毫米的区域内涂覆有保护漆，下盖板300涂覆有保护漆。

在硬质阳极化过程中，因反应产生气体，容易使与硬阳部位相邻区域的保护蜡产生裂纹；夹具底部的保护蜡也容易在转工过程中容易被碰撞而破坏。裂纹或者蜡层破坏，会使非硬质阳极化表面漏膜，或者使夹具在硬质阳极化过程中被腐蚀。因此硬阳部40上方30～50毫米的区域和下方30～50毫米的区域与硬阳部40需设置保护漆，进行双重保护。

在进行硬阳保护操作时，可将进气机匣上下方相邻的30～50毫米的区域内涂覆保护漆，然后再套入密封膜600对硬阳部40上方及整个机匣外表面进行包裹保护，再采用低温蜡对下盖板300、下环部20至硬阳面外圆范围、涂漆部位及密封膜600缝隙处进行保护。

可选地，密封膜600为聚氯乙烯膜，保护漆为过氯乙烯漆。

聚氯乙烯膜的密封性好，可保护进气机匣避免被硬质阳极化液体b腐蚀。同时其价格较低，降低了成本。过氯乙烯漆密封性好，可保护进气机匣避免被硬质阳极化液体b腐蚀。同时，在完成硬质阳极化后容易去除，无残留。

可选地，参照图4和5，排气管500设置于进气机匣内，一端延伸至进气机匣顶部上方，另一端从主开口30外的开口中穿透密封膜600与凹槽10连通，排气管500与密封膜600之间的间隙间设有密封胶带。

排气管500可从开口中穿过，然后穿透密封膜600，再通过密封胶带将排气管500与密封膜600之间的间隙密封。同时，密封胶带也可将排气管500固定。

可选地，排气管500设置于进气机匣外，一端延伸至进气机匣顶部上方，另一端弯折后延伸至凹槽10内。

排气管500可绑缚在密封膜600上固定，或夹持机构价值进气机匣上。由于排气管500不穿透进气机匣的密封膜600，因而密封性更好。

可选地，排气管500为软质管体或硬质管体，优选，排气管500为硬质管体。排气管500为软质管体或硬质管体，均可将凹槽10内的气体排出。

相比而言，硬质管体为较优的方式，如排气管500设置在进气机匣内时，硬质管体容易进入开口并穿透密封膜600。同时，硬质管体穿透密封膜600后，硬质管体不容易变形，其与密封膜600的缝隙不会变。而软质管体容易在外力下如压迫变形，使得其与密封膜600的缝隙变大，硬质阳极化液体b由此处进入密封膜600内，导致进气机匣被腐蚀。而且硬质管体也不会因移动过程中，管体压迫变形，导致气体无法顺利排出。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。