梁晓鹏，秦建刚，许维超，雒海超，刘智欣

（西安航天发动机有限公司，陕西 西安 710100）

某液体火箭发动机燃料隔离阀组件中的球(见图1)为6A02铝合金材质，表面需进行瓷质阳极氧化[1-3]。阳极氧化前球表面粗糙度(Ra)为0.03 ~ 0.05 µm，圆度为2 ~ 3 µm，要求瓷质阳极氧化后Ra≤ 0.1 µm，圆度≤ 5 µm。结果，经瓷质阳极氧化后Ra增大至0.2 ~ 0.3 µm，圆度为8 ~ 9 µm，不满足设计要求，造成产品无法正常使用。

图1 隔离阀球示意图Figure 1 Schematic diagram of the ball of isolation valve

铝合金阳极氧化是在铝基体上发生的原位转化反应，金属Al转化为Al2O3，Al2O3的体积比Al大，故铝合金在阳极氧化过程中会发生轻微膨胀。加之铝合金阳极氧化是成膜和膜层溶解同时进行的动态过程，因此不可避免地会对产品表面粗糙度及圆度产生一定的影响[4]。

为减小阳极氧化过程对球表面粗糙度和圆度的影响，本文分析了产品超差的原因，并对阳极氧化流程及加工参数进行改进，令产品超差问题得以解决。

1 改进前的球阀芯瓷质阳极氧化工艺

为了找出表面粗糙度和圆度超差的原因，选用相同材质的6A02铝合金试片进行瓷质阳极氧化试验，直径18 mm，厚度5 mm，其成分(以质量分数计)为：Si 0.5% ~ 1.2%，Fe 0.5%，Cu 0.2% ~ 0.6%，Mn 0.15 ~ 0.35%，Mg 0.45 ~ 0.9%，Zn 0.2%，Ti 0.15%，Al余量。

工艺流程为：有机溶剂除油→化学除油→水洗→除灰→水洗→瓷质阳极氧化→水洗→热水封闭→吹干。

采用德国费希尔MPO涡流涂层测厚仪测量氧化膜的厚度(δ)，用三坐标测量仪检测圆度，用英国泰勒PGI 820粗糙度轮廓仪测量样品的表面粗糙度(Ra)。

采用点滴试验法检测氧化膜的耐蚀性，测试液组成为：盐酸(密度1.19 g/cm3)250 mL/L，重铬酸钾(K2Cr2O7)30 g/L。测试时室温19 °C。先用脱脂棉沾无水乙醇擦拭样品表面，用红色铅笔在样品表面画出直径约为8 mm的小圆圈，再通过滴管向圈内滴入2滴测试液，同时按动秒表，记录溶液变绿的时间。……