本發明屬于鋁合金航空零件制造技術領域，涉及一種2297-T87鋁鋰合金航空零件硼硫酸陽極化前處理方法。
背景技術：
隨著技術的進一步發展，對新一代飛機主承力結構的使用壽命、環境耐受性提出了更高要求，新材料及新技術得到了大量的應用，2297-T87鋁鋰合金厚板是一種制造飛機大型復雜主承力構件的新一代材料，其制件具有較好的疲勞壽命。2297-T87鋁鋰合金主要成份約含有2.8％Cu，1.5％Li，0.30％Mn及0.12％Zr。2297-T87鋁鋰合金厚板具有較高的織構強韌化效應，在制備過程中采用了大預拉伸變形量調控材料強韌性。
鋁合金航空零件制造一般包括機加工、表面陽極化處理等工藝。表面陽極化處理在實施前需要對零件進行表面的清理，稱為陽極化前處理工藝。一般的陽極化前處理工藝為堿洗或混合酸(硝酸、氫氟酸、硼硫酸酐等)脫氧，該方法使零件表面容易產生網狀晶界，出現原始晶界腐蝕痕跡缺陷，對疲勞壽命的提高產生不利影響。
技術實現要素：
本發明的目的是提出一種可提高2297-T87鋁鋰合金航空零件耐腐蝕性能及疲勞壽命的硼硫酸陽極化前處理方法。
本發明的技術方案是：該方法的步驟為：
(1)零件機械加工
將鋁鋰合金厚板按零件設計要求進行機械加工，機械加工去除量不低于3.0mm；
(2)孔處理
不大于Φ10mm的孔采用孔徑擠壓處理，擠壓過盈量不低于0.15mm；大于Φ10mm的孔采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對孔壁零件表面噴丸，噴丸強度為0.10A，覆蓋率為100％～200％；
(3)表面噴丸處理
零件表面采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對零件表面噴丸，噴丸強度為0.10A，覆蓋率為100％～200％；
(4)脫脂處理
零件脫脂處理按2A12機械加工零件處理方法實施；
(5)硼硫酸陽極化處理
零件表面陽極化處理采用硼硫酸陽極化工藝，工藝參數為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時間18分鐘，氧化電壓13～17V。
本發明的優點是：本發明針對2297-T87鋁鋰合金存在較強內部亞晶織構的特點，在硼硫酸陽極化前處理階段增加零件的孔處理工藝及表面處理工藝。通過孔徑擠壓或噴丸對孔的處理，以及零件的表面噴丸處理對零件表面完整性進行了有效地修復，從而改善零件硼硫酸陽極化氧化膜層的致密性及連續性，降低或消除氧化膜層缺陷，提高零件耐損傷性能。
本發明根據2297-T87鋁鋰合金厚板成份、組織織構及大預拉伸變形量的特點，改進了2297合金航空零件硼硫酸陽極化前處理工藝。主要特點為：零件采用孔徑機械擠壓或噴丸工藝處理零件上的孔，采用噴丸工藝處理零件表面，構建零件新的表面完整性，改善零件氧化膜層的致密性及連續性，降低或消除氧化膜層缺陷，提高零件耐蝕性及耐疲勞性能；零件采用表面噴丸及陽極化相迭加的復合表面處理方法，保證生成較薄陽極化膜層而達到理想的腐蝕防護效果。
本發明可顯著提高2297-T87鋁鋰合金航空零件的耐腐蝕性能及疲勞說明。其原因是：1)通過本發明對零件表面及孔的處理構建了零件新的表面完整性；2)通過本發明提高了零件本體的耐腐蝕性能；3)達到理想的腐蝕防護效果，采用噴丸及陽極化相迭加的復合表面處理方法僅需較薄陽極化膜層。
本發明可有效提高零件表面完整性，避免零件表面缺陷，提高氧化膜的致密度及連續性。
具體實施方式
下面對本發明做進一步詳細說明。一種2297-T87鋁鋰合金航空零件硼硫酸陽極化前處理方法，采取該方法可提高零件耐腐蝕性能及疲勞壽命。其特征在于該方法的步驟為：
(1)零件機械加工
將鋁鋰合金厚板按零件設計要求進行機械加工，任何部位機械加工去除量不低于3.0mm。
(2)孔處理
不大于Φ10mm的孔采用孔徑擠壓處理，擠壓過盈量不低于0.15mm；大于Φ10mm的孔孔壁采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對零件表面噴丸，噴丸強度為0.10A，覆蓋率為100％～200％。
(3)表面噴丸處理
零件表面采用噴丸處理，選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對零件表面噴丸，噴丸強度為0.10A，覆蓋率為100％～200％。
(4)脫脂處理
零件脫脂處理按2A12零件處理方法實施。
(5)硼硫酸陽極化處理
零件表面陽極化處理采用硼硫酸陽極化工藝，工藝參數為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時間18分鐘，氧化電壓13～17V。
實施例1
表1為采用本發明經機加工-孔機械擠壓處理-表面噴丸處理-硼硫酸陽極化等工序制備零件疲勞壽命效果。其中：
(1)孔處理，選用比初孔大0.3mm的合金鋼棒，加力使其零件上的孔中穿過，從而完成對孔壁的擠壓。隨后對擠壓后的孔鉸圓，并使其滿足設計圖紙要求。
(3)表面噴丸處理
選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對零件表面噴丸，噴丸強度為0.10A，噴丸覆蓋率為100％～200％。
(4)表面陽極化處理
零件表面陽極化處理采用硼硫酸陽極化工藝，工藝參數為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時間18分鐘，氧化電壓13～17V。
表1發明實施途徑1制成不同孔徑零件疲勞壽命改善效果對比
實施路徑2
表2為采用本發明經機加工-孔噴丸處理-表面噴丸處理-硼硫酸陽極化等工序制備零件疲勞壽命效果。其中：
(1)孔處理
選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對孔壁噴丸處理，噴丸強度為0.10A，噴丸覆蓋率為100％～200％。
(3)表面噴丸處理
選用0.70mm鑄鋼丸作為噴丸介質，對零件表面噴丸，噴丸強度為0.10A，噴丸覆蓋率為100％～200％。
(4)表面陽極化處理
零件表面陽極化處理采用硼硫酸陽極化工藝，工藝參數為：硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時間18分鐘，氧化電壓13～17V。
表2發明實施途徑2制成零件疲勞壽命改善效果對比