一种简易微弧氧化铝材的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种简易微弧氧化铝材的处理方法，通过水合抛光的方法可以有效的将微弧氧化膜表面的微孔封闭，将抛光打磨获得的氧化铝碎片填充到微弧氧化膜的孔道内，然后进行封孔，步骤简单，处理速度快，显著降低微弧氧化铝材的粗糙度，并提高铝材的耐腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】
一种简易微弧氧化铝材的处理方法
本专利技术属于铝或铝合金材料表面处理
，涉及一种封孔处理方法，具体涉及一种铝合金微弧氧化膜封孔方法。技术背景微弧氧化技术是在硬质阳极氧化技术基础上发展起来的一种新技术，可直接在铝、镁、钛、锆、铌等金属表面原位生长形成具有高耐蚀、高耐磨、高绝缘、耐热冲击等一系列优良性能的陶瓷膜。在航空、舰船、纺织、汽车等行业中获得广泛的应用。但是在微弧氧化过程中电弧的作用使表面形成的陶瓷膜发生熔化，在陶瓷膜表面形成气体的共同作用下形成大量微米级的微孔。这些微孔在陶瓷膜中大量存在，部分微孔与金属基体相连，使液体容易通过微孔达到金属基体，导致金属腐蚀，严重的会导致氧化膜龟裂、脱落，从而影响微弧氧化膜的性能。因此必须对微弧氧化膜进行封孔处理。目前对微弧氧化膜的封孔方法研究的较少，如采用沸水封孔、树脂喷涂固化封孔或阳极氧化膜的封孔剂等方法进行封孔。由于微弧氧化膜的孔径较大，部分孔洞贯穿整个氧化膜，沸水封孔难以实现对微弧氧化膜的有效封孔；树脂喷涂固化封孔设备投入较多，成本较高；阳极氧化膜封孔剂的种类较多，没有进行相应的微弧氧化膜封孔试验，严重影响微弧氧化膜封孔质量。如CN201210357957西南石油大学，一种常温微弧氧化膜封孔方法，采用硅酸钠、镍盐、溶剂与促进剂配制的溶液作为封孔剂，封孔剂静置至少2小时后在常温下对微弧氧化膜采用浸泡的方式进行封孔，封孔后封孔剂在微弧氧化膜表面的微孔中形成吸附结晶填充物而达到封孔的目的。所述溶剂为去离子水，硅酸钠、镍盐、促进剂的配比为：硅酸钠5-15g/L，镍盐2-8g/L，促进剂0.1-2g/L。所述硅酸钠为五水硅酸钠或九水硅酸钠，所述镍盐为氟化镍、醋酸镍或其混合物，所述促进剂为硼酸、硫脲、氟锆酸钾或其混合物。本专利技术封孔剂溶液不需加热，在常温下即可操作，封孔效果好，简单易行，对陶瓷膜的硬度没有影响，同时可提高陶瓷膜的耐腐蚀性，上述封孔的方法存在明显的技术缺陷，需要引入Ni金属，而本领域技术人员知晓的，在某些特定领域，会明显限定Ni金属的使用量，如人体渗镍中毒等。如CN201811114851一种铝合金型材表面微弧氧化改性方法及表面改性铝合金型材，所述方法包括：a)前处理：铝合金型材经吹扫除灰、清洗除油、水洗、干燥，完成前处理；b)微弧氧化处理：将铝合金型材置于电解液中进行微弧氧化，电解液包含以下组分：Na2SiO3、Na2B4O7、KOH、丙三醇、Na2MoO4、EDTA-2Na；微弧氧化完成后取出；c)后处理：对铝合金型材进行清洗、干燥后，采用聚偏氟乙烯树脂对微弧氧化膜层表面进行封孔处理。本专利技术所得表面改性铝合金型材，在微弧氧化处理之后用聚偏氟乙烯树脂进行封孔处理，封孔效果好且表面致密平整，具有优异的耐磨性、耐蚀性和电绝缘性能，极大地提高了铝合金型材的综合性能，上述存在的缺陷为聚偏氟乙烯树脂于微弧氧化的孔为物理吸附，吸附力有限，极容易发生基材与树脂的剥离，且本领域技术人员知晓的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率极低，通常不会高于10%，在如此低的孔隙率条件下，聚偏氟乙烯树脂对于微弧氧化陶瓷膜的封孔率极差，与其所上述专利耐磨性、耐蚀性和电绝缘性能优良，还不如说聚偏氟乙烯树贴合在氧化膜表面，是聚偏氟乙烯树本身的性质，与封孔没有直接关系。又如CNCN201110288402公开的微弧氧化陶瓷膜的封闭处理方法，首先用丙酮对待封闭的铝合金微弧氧化试样表面去污除油，再采用50℃-60℃蒸馏水超声震动清洗；接着采用有机硅原液与质量浓度为95％以上的酒精真空浸渗；最后放入保温炉中保温，完成封闭处理，所述微弧氧化陶瓷膜的封闭处理方法，能够大幅提高微弧氧化膜层的耐磨耐蚀性能，有效降低氧化膜层的沾染性，提高氧化膜层的电绝缘性能，提高膜层韧性，简而言之，上述专利通过真空吸附有机硅原液，然后将浸渗后的试样放入保温炉中在120℃-150℃下保温15-30min，发生封闭，而本领域技术人员知晓的通过后续的热处理，在有机硅原液变为硅化物的过程中，必然发生收缩，导致氧化化物封孔剂与微弧氧化膜的孔道之间存在分析，降低微弧氧化膜的耐腐蚀性能。此外，如专利技术名称为“一种高性能微弧氧化铝材的制备方法”公开了一种微弧氧化铝表面封孔的方法：（1）铝合金表面预处理:喷砂-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗；（2）以经过表面预处理的铝合金为阳极，在电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面形成微弧氧化膜，微弧氧化液由氢氧化钠、硅酸钠、丙三醇、乙二胺四乙酸二钠和去离子水组成；（3）一次机械抛光除去微弧氧化膜表面的多孔表层；（4）一次热处理除去热应力；（5）一次真空填充铝溶胶获得非晶态氧化铝；（6）二次热处理：热处理条件为空气气氛下，于550-580oC热处理3-4h，获得γ-氧化铝；（7）二次真空填充铝溶胶获得非晶态氧化铝；（6）三次热处理：使用过热水蒸气进行三次热处理；（8）二次机械抛光；（9）酸洗，水洗。，所述工艺包括多次的热处理、填充处理和抛光处理，所述微弧氧化铝合金材料的硬度为2538±200Hv，耐腐蚀性3700±100h，摩擦系数0.28±0.2，虽然显著的提高了微弧氧化膜的硬度和耐腐蚀性，但是所述制备工艺比较复杂，放大到工业化应用仍然有明显的性价比障碍，简化微弧氧化封孔工艺有待解决。
技术实现思路
基于上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种简易微弧氧化铝材的处理方法，所述方法简单，首次提出了将水合抛光用于处理微弧氧化铝材，使得抛光和封孔一体化实现，并且能够有效的提高微弧氧化膜的耐腐蚀性、耐磨性，通过抛光降低表面粗糙度。一种简易微弧氧化铝材的处理方法，包括如下步骤：（1）铝合金表面预处理:喷砂-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗。（2）以经过表面预处理的铝合金为阳极，在电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面形成微弧氧化膜，微弧氧化液由氢氧化钠、硅酸钠、丙三醇、乙二胺四乙酸二钠和去离子水组成。（3）将经过微弧氧化处理的铝合金进行水合抛光,抛光盘为金刚石抛光盘，抛光速度为2000-3000rpm，抛光时间5-15s，抛光压力为600-900Mpa。（4）停止水合抛光，分离抛光盘与微弧氧化铝材，静置封孔5-8min。（5）二次抛光，酸洗，水洗。进一步的，所述步骤（3）中水合抛光的水蒸气温度为130-150oC，步骤（4）的静置温度为130-150oC。进一步的，所述水合抛光的水蒸气载流气体为N2或者Ar。进一步的，所述抛光的移除量为5-15μm。进一步的，所述喷砂：硬度为385Hv的石英砂，所述石英砂的粒径2-3mm，空气压力为0.3-0.5Mpa。进一步的，所述碱洗：NaOH40-50g/L，酒石酸钠2-4g/L，温度40-55oC，时间3-5min。进一步的，所述酸洗：HNO3250-300g/L，温度25-30oC，时间3-5min。进一步的，所述微弧氧化包括有1-2g/L氢氧化钠、8-12g/L硅酸钠、3-5ml/L丙三醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种简易微弧氧化铝材的处理方法，其特征在于包括如下步骤：/n（1）铝合金表面预处理: 喷砂-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗；/n（2）以经过表面预处理的铝合金为阳极，在电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面形成微弧氧化膜，微弧氧化液由氢氧化钠、硅酸钠、丙三醇、乙二胺四乙酸二钠和去离子水组成；/n（3）将经过微弧氧化处理的铝合金进行水合抛光, 抛光盘为金刚石抛光盘，抛光速度为2000-3000rpm，抛光时间5-15s，抛光压力为600-900Mpa；/n（4）停止水合抛光，分离抛光盘与微弧氧化铝材，静置封孔5-8min；/n（5）二次抛光，酸洗，水洗。/n

【技术特征摘要】
1.一种简易微弧氧化铝材的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）铝合金表面预处理:喷砂-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗；
（2）以经过表面预处理的铝合金为阳极，在电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面形成微弧氧化膜，微弧氧化液由氢氧化钠、硅酸钠、丙三醇、乙二胺四乙酸二钠和去离子水组成；
（3）将经过微弧氧化处理的铝合金进行水合抛光,抛光盘为金刚石抛光盘，抛光速度为2000-3000rpm，抛光时间5-15s，抛光压力为600-900Mpa；
（4）停止水合抛光，分离抛光盘与微弧氧化铝材，静置封孔5-8min；
（5）二次抛光，酸洗，水洗。


2.如权利要求1所述的一种简易微弧氧化铝材的处理方法，其特征在于所述步骤（3）中水合抛光的水蒸气温度为130-150oC，步骤（4）的静置温度为130-150oC。


3.如权利要求2所述的一种简易微弧氧化铝材的处理方法，其特征在于所述水合抛光的水蒸气载流气体为N2或者Ar。


4.如权利要求2所述的一种简易微弧氧化铝材的处理方法，其特征在于所述水合抛光的移除量为5-15μm。


5.如权利要求1所述的一种简易微弧氧化铝材的处理方法，其特征在于所述喷砂：硬度为385Hv的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝云霞，
申请(专利权)人：郝云霞，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15