本发明专利技术提供一种环保型镁合金阳极氧化电解液及其应用于镁合金阳极氧化的方法。其中环保型镁合金阳极氧化电解液包括去离子水，以及根据去离子水的体积添加至去离子水中的如下组分：氢氧化钠5‑80g/L；碳酸钠1‑50g/L；硅酸钠5‑80g/L；四硼酸钠10‑70g/L；碳化钨0.3‑15g/L；碳化硅0.1‑5g/L。本发明专利技术提供环保型镁合金阳极氧化电解液进行将其应用于镁合金的阳极氧化，电解液不含有Cr，P和F等有害元素，在对镁合金表面进行氧化的过程中不会造成环境污染，满足环保要求，且在镁合金表面生成光滑、均匀、耐腐蚀性好的氧化层。
An environmentally friendly electrolyte for anodizing magnesium alloys and anodizing of magnesium alloys
The invention provides an environment-friendly anodic oxidation electrolyte for magnesium alloy and its application in anodizing of magnesium alloys. The electrolytes for the anodized magnesium alloy include deionized water, and the following components are added to deionized water according to the volume of deionized water: sodium hydroxide 5 80g/L, sodium carbonate 1, 5 sodium silicate, 5 sodium silicate, 10 sodium borate 10 70g/L; tungsten carbide 0.3 15g/L; silicon carbide 0.1 5g/L. The invention provides an anodized electrolyte of environmentally friendly magnesium alloy for Anodizing of magnesium alloy. The electrolyte does not contain harmful elements such as Cr, P and F. It will not cause environmental pollution during the oxidation of the magnesium alloy surface, meet the environmental requirements, and produce smooth, uniform and corrosion resistance on the surface of magnesium alloy. Good oxidation layer.
【技术实现步骤摘要】
一种环保型镁合金阳极氧化电解液及镁合金阳极氧化方法
本专利技术涉及电解液
，具体地说，涉及一种环保型镁合金阳极氧化电解液及其应用于镁合金阳极氧化的方法。
技术介绍
镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3镁合金左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。镁合金被誉为“21世纪的绿色工程材料”。然而，较之钢铁、铜合金、铝合金等传统金属，目前镁的使用量相对较小。但是镁合金的化学性质较为活泼，标准平衡电位很负(-2.36V)，由此带来的腐蚀问题成为制约镁合金广泛应用的主要瓶颈。目前，工业生产中所用镁合金表面处理的电解质溶液中大都含有Cr，P和F等有害元素，对环境污染严重，废液的处理成本高，不符合可持续发展的要求。因此，无Cr，P和F等有害元素的环保型电解液及其工艺成为现今镁合金阳极氧化研究的重点。环保型电解液主要以碱性电解液为基础开发镁合金阳极氧化电解液体系，主要有NaOH-Na2SiO3、NaOH-Na2SiO3-NaAlO2、NaOH-Al(OH)3-Na2SiO3、NaOH-Na2SiO3-Na2B4O7等电解液体系，但是，由环保型电解液体系及其应用方法，存在电极液体系不稳定，制备的氧化膜表面粗糙度大，微孔分布不均、孔径较大，导致耐蚀性能较差，并且附着力不强，成膜不均匀，易产生裂纹，并且处理电压不易控制、易产生局部烧蚀等问题。总之，现有技术中对于镁合金进行阳极氧化的电解液存在污染环境、导致耐蚀性差、附着力不强，成膜不均匀等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供环保型镁合金阳极氧化电解液及其应用于镁合金阳极氧化的方法，要解决的技术问题在于克服现有技术中对于镁合金进行阳极氧化的电解液存在污染环境、耐蚀性差，且附着力不强，成膜不均匀等缺陷。为解决上述问题，本专利技术提供一种环保型镁合金阳极氧化电解液，包括去离子水，以及根据去离子水的体积添加至去离子水中的如下组分：氢氧化钠5-80g/L；碳酸钠1-50g/L；硅酸钠5-80g/L；四硼酸钠10-70g/L；碳化钨0.3-15g/L；碳化硅0.1-5g/L。优选地，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的氢氧化钠的加入量为9-65g/L。优选地，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的碳酸钠的加入量为5-20g/L。优选地，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的硅酸钠的加入量为9-73g/L。优选地，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的四硼酸钠的加入量为18-64g/L。优选地，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的碳化钨的加入量为0.5-8g/L；碳化钨的粒径为100-400nm。优选地，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的碳化硅的加入量为0.2-1.5g/L。此外，为解决上述问题，本专利技术还提供一种环保型镁合金阳极氧化电解液应用于镁合金阳极氧化的方法，包括如下步骤：步骤1，碳化硅和碳化钨的改性处理：取碳化硅在含有质量分数5％的阴离子表面活性剂水溶液中进行表面改性处理，时间为2h，温度为50℃，碳化硅与质量分数5％阴离子表面活性剂溶液的质量比为1:100，即得到改性后的碳化硅；取碳化钨，按照上述碳化硅的改性处理方法进行处理，得到改性后的碳化钨；步骤2，制备电解液：将氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、四硼酸钠按照如上述所述环保型镁合金阳极氧化电解液中组分的浓度加入去离子水中溶解，再按照如上述所述环保型镁合金阳极氧化电解液中组分的浓度加入所述步骤1中所述改性后的碳化钨和所述改性后的碳化硅，充分搅拌后即得环保型镁合金阳极氧化电解液；步骤3，将镁合金进行预处理，依次进行打磨、钻孔、蒸馏水清洗、丙酮超声清洗、蒸馏水清洗、吹干；步骤4，氧化步骤：以不锈钢为阴极，镁合金为阳极，在脉冲电源作用下，在步骤2中所得环保型镁合金阳极氧化电解液中，在搅拌条件下进行恒流阳极氧化，电解液温度控制在5-40℃，时间为10-50分钟。优选地，所述脉冲电源的电流密度为5mA/cm2-40mA/cm2，频率范围为100Hz-500Hz，占空比为10％-30％。优选地，所述步骤1中的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的任意一种或两种。本专利技术提供一种环保型镁合金阳极氧化电解液及其应用于镁合金阳极氧化的方法。其中，所述环保型镁合金阳极氧化电解液，包括去离子水，以及根据去离子水的体积添加至去离子水中的如下组分：氢氧化钠5-80g/L；碳酸钠1-50g/L；硅酸钠5-80g/L；四硼酸钠10-70g/L；碳化钨0.3-15g/L；碳化硅0.1-5g/L。本专利技术提供的环保型镁合金阳极氧化电解液包括去离子水、氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、四硼酸钠、碳化钨和碳化硅，不含有Cr，P和F等有害元素，在对镁合金表面进行氧化的过程中不会造成环境污染，满足环保要求，且在镁合金表面生成光滑、均匀、耐腐蚀性好的氧化层，避免了现有技术中对于镁合金进行阳极氧化的电解液存在污染环境、导致耐蚀性差、附着力不强，成膜不均匀等缺陷。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面结合具体实施例对本专利技术的权利要求做进一步的详细说明，可以理解的是，以下仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，任何人在本专利技术权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本专利技术的权利要求范围之内。本专利技术提供一种环保型镁合金阳极氧化电解液，包括去离子水，以及根据去离子水的体积添加至去离子水中的如下组分：氢氧化钠5-80g/L；碳酸钠1-50g/L；硅酸钠5-80g/L；四硼酸钠10-70g/L；碳化钨0.3-15g/L；碳化硅0.1-5g/L。需要理解的是，镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。其特点是：密度小(1.8g/cm3镁合金左右)，强度高，弹性模量大，散热好，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。在实用金属中是最轻的金属，镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。它是实用金属中的最轻的金属，高强度、高刚性。上述，在环保型镁合金阳极氧化电解液中，氢氧化物主要用于调节溶液电阻和pH值；硅酸盐是主要的成膜剂，参与镁合金阳极氧化反应，形成难溶化合物，使氧化膜膜层细化、致密，改善均匀性，可显著提高氧化膜的耐蚀性；硼酸盐主要用于增加氧化膜成膜速度，缩短反应时间；碳化钨可以有效改善镁合金氧化膜的耐磨性能，增强氧化膜的强度，提高膜层的均匀性。本专利技术提供的环保型镁合金阳极氧化电解液包括去离子水、氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、四硼酸钠、碳化钨和碳化硅，不含有Cr，P和F等有害元素，在对镁合金表面进行氧化的过程中不会造成环境污染，满足环保要求，且在镁合金表面生成光滑、均匀、耐腐蚀性好的氧化层，避免了现有技术中对于镁合金进行阳极氧化的电解液存在污染环境、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，包括去离子水，以及根据去离子水的体积添加至去离子水中的如下组分：氢氧化钠5‑80g/L；碳酸钠1‑50g/L；硅酸钠5‑80g/L；四硼酸钠10‑70g/L；碳化钨0.3‑15g/L；碳化硅0.1‑5g/L。
【技术特征摘要】
1.一种环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，包括去离子水，以及根据去离子水的体积添加至去离子水中的如下组分：氢氧化钠5-80g/L；碳酸钠1-50g/L；硅酸钠5-80g/L；四硼酸钠10-70g/L；碳化钨0.3-15g/L；碳化硅0.1-5g/L。2.如权利要求1所述的环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的氢氧化钠的加入量为9-65g/L。3.如权利要求1所述的环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的碳酸钠的加入量为5-20g/L。4.如权利要求1所述的环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的硅酸钠的加入量为9-73g/L。5.如权利要求1所述的环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的四硼酸钠的加入量为18-64g/L。6.如权利要求1所述的环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的碳化钨的加入量为0.5-8g/L；碳化钨的粒径为100-400nm。7.如权利要求1所述的环保型镁合金阳极氧化电解液，其特征在于，所述环保型镁合金阳极氧化电解液中的碳化硅的加入量为0.2-1.5g/L。8.一种环保型镁合金阳极氧化电解液应用于镁合金阳极氧化的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，碳化硅和碳化钨的改性处理：取碳化硅在...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠晓华，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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