一种镁合金微弧氧化工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为410‑450V，负电压为0，频率为600‑900Hz，占空比为15‑30％，氧化时间为20‑50min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在20‑40℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。本发明专利技术的微弧氧化工艺制备得到铝镁合金膜层，其膜层致密，微弧氧化产生的微裂纹缺陷较少，经过打磨抛光后，这些缺陷会进一步消失。微弧氧化过程中的高温高压烧结作用，将非晶态的MgO转变成立方结构的MgO，这使得陶瓷层拥有较好的致密性对于提高膜层的耐蚀性、硬度均有好处。

【技术实现步骤摘要】
一种镁合金微弧氧化工艺
本专利技术涉及合金加工
，尤其涉及一种镁合金微弧氧化工艺。
技术介绍
镁是常用有色金属之一，其蕴藏量丰富，在地壳中的含量达到2.1-2.7％，在所有元素中居第六位，是仅次于铝、铁、钙居第四位的金属元素。纯的金属镁作为结构材料应用的很少，在纯镁中加入Al、Zn、Li、Mn和稀土等元素组成的镁合金具有较高的强度，是常用结构材料中最轻的金属。尽管有着丰富的储量和优异的物理及力学性能，作为结构材料获得广泛的应用，必须解决镁及其合金不耐腐蚀这个瓶颈问题。镁及其合金是非常活泼的金属，标准电极电位很低(镁的标准电极电位为-2.37V)，耐腐蚀性比较差。在常温下，镁与空气中的氧反应形成疏松的MgO薄膜，其PB值为0.79<1，不能有效地保护基体。微弧氧化(MAO-Micro-arcOxidation)技术是一种在金属表面原位生长陶瓷层的表面处理技术，它利用微小区域电弧放电产生瞬间局部高温，使金属表面氧化为金属氧化物陶瓷，从而达到表面改性的目的。微弧氧化膜层分为致密层和疏松层，膜层与基体的交界面犬牙交错，呈微区冶金结合。内层结构致密均匀，没有气孔，缺陷较少，为晶态氧化物和非晶态的微晶混合膜层，外层是疏松层包括较多较大的气孔，有明显的缺陷。膜层表面呈溶融冷却状，上面有孔，但孔不是贯穿的，孔径的大小、疏密取决于溶液成分及其浓度、氧化时间、击穿电压等因素。孔既是放电通道，又是水溶液中的氧或氢氧根离子生成氧气的气体通道。表面粗糙度本质上与基体合金无关，主要取决于氧化时间，也受电流密度、沉积速率的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种镁合金微弧氧化工艺，能够使得得到的镁合金表明均匀光滑明亮，可以用于手机壳和笔记本电脑壳。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为410-450V，负电压为0，频率为600-900Hz，占空比为15-30％，氧化时间为20-50min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在20-40℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。优选的，所述镁合金为铝镁合金。进一步优选的，所述铝镁合金组成按重量百分比包括：Al6.75-10.0％，Zn0.35-1.0％，Mn0.15-0.5％，Si0.05-0.5％，Cu0.01-0.1％，Ni0.0001-0.0005％，Fe0.001-0.01％，S0.005-0.015％，Zr0.005-0.015％，余量的Mg。优选的，所述预处理为：将镁合金表面打磨，经去离子水清洗，再经丙酮清洗，干燥。优选的，步骤(2)中微弧氧化正电压为420-440V，优选430V。优选的，步骤(2)中微弧氧化频率为650-750Hz，优选700Hz。优选的，步骤(2)中微弧氧化占空比为15-25％，优选20％。优选的，所述电解液包括：硅酸钠10-20g/L，氟化钾10-15g/L，氢氧化钠1-5g/L。本专利技术的微弧氧化工艺制备得到铝镁合金膜层，其膜层致密，微弧氧化产生的微裂纹缺陷较少，经过打磨抛光后，这些缺陷会进一步消失。微弧氧化过程中的高温高压烧结作用，将非晶态的MgO转变成立方结构的MgO，这使得陶瓷层拥有较好的致密性对于提高膜层的耐蚀性、硬度均有好处。附图说明图1是本专利技术微弧氧化装置示意图。附图标记说明：1.电源，2.冷水浴，3.辅助电极，4.电解液，5.工作电极，6.温度计，7.搅拌器。图2是本专利技术制备工艺得到的镁合金微弧氧化膜的SEM形貌图。图3是本专利技术制备工艺得到的镁合金微弧氧化膜的XRD谱图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，将镁合金表面打磨，经去离子水清洗，再经丙酮清洗，干燥，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为410V，负电压为0，频率为600Hz，占空比为15％，氧化时间为20min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在20℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。所述铝镁合金组成按重量百分比包括：Al6.75-10.0％，Zn0.35-1.0％，Mn0.15-0.5％，Si0.05-0.5％，Cu0.01-0.1％，Ni0.0001-0.0005％，Fe0.001-0.01％，S0.005-0.015％，Zr0.005-0.015％，余量的Mg。实施例2一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，将镁合金表面打磨，经去离子水清洗，再经丙酮清洗，干燥，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为450V，负电压为0，频率为900Hz，占空比为30％，氧化时间为50min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在40℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。所述铝镁合金组成按重量百分比包括：Al6.75-10.0％，Zn0.35-1.0％，Mn0.15-0.5％，Si0.05-0.5％，Cu0.01-0.1％，Ni0.0001-0.0005％，Fe0.001-0.01％，S0.005-0.015％，Zr0.005-0.015％，余量的Mg。实施例3一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，将镁合金表面打磨，经去离子水清洗，再经丙酮清洗，干燥，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为430V，负电压为0，频率为700Hz，占空比为20％，氧化时间为30min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在30℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。所述铝镁合金组成按重量百分比包括：Al6.75-10.0％，Zn0.35-1.0％，Mn0.15-0.5％，Si0.05-0.5％，Cu0.01-0.1％，Ni0.0001-0.0005％，Fe0.001-0.01％，S0.005-0.015％，Zr0.005-0.015％，余量的Mg。将实施例1-3得到的产品进行SEM和XRD测试，测试结果如附图2和3所示。图2结构所示，由于本专利技术的铝镁合金添加了现有技术认为是杂质的S，其膜层致密，微弧氧化产生的微裂纹缺陷较少，经过打磨抛光后，这些缺陷会进一步消失。图3所示为本专利技术所述工艺参数下镁合金微弧氧化膜层的射线衍射谱图。与基体相比，检测到微弧氧化膜层中的主要组成相为Mg2SiO4、MgO和Mg。Mg主要来于基体，这足因为X-ray穿透了膜层。所以微弧氧化膜层中主要物相为Mg2SiO4、MgO。Mg2SiO4的存在进一步证实了电解液离子也参与了微弧氧化反应；与镁合金阳极氧化得到的非晶态膜相结构不同，微弧氧化过程中的高温高压烧结作用，将非晶态的MgO转变成立方结构的MgO，这使得陶瓷层拥有较好的致密性对于提高膜层的耐蚀性、硬度均有好处。申请人声明，本专利技术通过上述实施例来说明本专利技术的详细工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为410‑450V，负电压为0，频率为600‑900Hz，占空比为15‑30％，氧化时间为20‑50min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在20‑40℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。

【技术特征摘要】
1.一种镁合金微弧氧化工艺，包括：(1)对镁合金表面进行预处理，除去表面污垢；(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为410-450V，负电压为0，频率为600-900Hz，占空比为15-30％，氧化时间为20-50min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在20-40℃；(3)微弧氧化结束，打磨抛光；(4)清洗镁合金并干燥。2.如权利要求1所述的镁合金微弧氧化工艺，其特征在于，所述镁合金为铝镁合金。3.如权利要求2所述的镁合金微弧氧化工艺，其特征在于，所述铝镁合金组成按重量百分比包括：Al6.75-10.0％，Zn0.35-1.0％，Mn0.15-0.5％，Si0.05-0.5％，Cu0.01-0.1％，Ni0.0001-0.0005％，Fe0.001-0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓艳，
申请(专利权)人：杨晓艳，
类型：发明
国别省市：江苏,32