金属件表面氧化膜的制备方法及金属件表面氧化膜技术

本申请提供一种金属件表面氧化膜的制备方法，使用阶梯式电流密度控制，在微弧氧化初期先以强脉冲(较高的电流密度升高速率)放电使氧化膜快速增长，后期降低电流密度升高速率，在相对弱的放电强度下进行微弧氧化，可对前期形成的多孔疏松层及缺陷进行修复，最终形成较好的膜层均匀度。并且，所述制备方法中使用的电解液不含有害物质，反应过程也不会生成新的有毒物质，对环境无污染，绿色环保。本申请还提供一种金属件表面氧化膜，所述金属件表面氧化膜膜层均匀，结构致密，与基体结合牢固，且具有良好的耐磨性和耐蚀性等性能。具有良好的耐磨性和耐蚀性等性能。具有良好的耐磨性和耐蚀性等性能。

【技术实现步骤摘要】
金属件表面氧化膜的制备方法及金属件表面氧化膜


[0001]本申请涉及表面处理
，尤其涉及一种金属件表面氧化膜的制备方法及金属件表面氧化膜。

技术介绍

[0002]MAO(Micro
‑
arc Oxidation，微弧氧化)是在Al、Mg、Ti等轻合金表面利用等离子体化学、电化学、热化学、扩散以及高温相变的共同作用产生微区弧光放电现象，进而在金属表面原位生长出一层类似陶瓷性质的氧化膜，以起到改善材料的耐磨、耐蚀、耐热冲击及绝缘性能的作用。
[0003]随着微弧氧化技术工业应用的发展，该技术也凸显出一些缺点和不足，比如：电解液中含有氟和重金属等危害环境的因素、工艺配方不环保、膜层均匀性不佳且外观粗糙。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请旨在提供一种金属件表面氧化膜的制备方法，电解液中不含有害物质、对环境无污染、配方环保，且制得的氧化膜膜层均匀、结构致密、具有良好的耐磨性耐腐蚀性等优良性能。
[0005]为了达到上述目的，本申请提出了一种金属件表面氧化膜的制备方法，包括：
[0006]将金属件放入电解槽的电解液中，所述金属件作为阳极；阴极板作为阴极；
[0007]施加电压进行微弧氧化，调节电流密度先升高至峰值后，再将所述电流密度从所述峰值下降至截止值，以在所述金属件的表面形成氧化膜；其中，所述电流密度的峰值范围为3A/dm2‑
3.5A/dm2。
[0008]一种实施方式中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，所述电流密度从零升高到峰值的升高时间范围为10min
‑
15min。
[0009]一种实施方式中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，在所述电流密度从零升高到峰值的过程中，所述电流密度的升高速率的值呈恒定值、递增、递减、先增大后减小、先减小后增大中的至少一种方式。
[0010]一种实施方式中，所述电流密度的升高速率的变化次数小于等于三次。
[0011]一种实施方式中，所述电流密度的升高速率的值呈递减方式，所述电流密度的升高速率包括第一升高速率和第二升高速率，所述第一升高速率大于所述第二升高速率，所述电流密度先以所述第一升高速率增加，再以所述第二升高速率增加。
[0012]一种实施方式中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，所述电流密度从所述峰值下降至所述截止值的过程中包括所述电流密度保持不变的平稳期。
[0013]一种实施方式中，所述电流密度的平稳期包括第一平稳期和第二平稳期，所述电流密度先下降至所述第一平稳期，再下降到所述第二平稳期。
[0014]一种实施方式中，所述电流密度的平稳期的时间占所述电流密度下降过程的总时间的比大于等于50％。
[0015]一种实施方式中，所述电流密度的截止值的范围为1A/dm2‑
1.5A/dm2。
[0016]一种实施方式中，将所述金属件放入电解槽的电解液中的步骤中，所述电解液包括5g/L
‑
10g/L的主成膜剂、5g/L
‑
10g/L的辅成膜剂和1g/L
‑
5g/L的添加剂。
[0017]一种实施方式中，所述主成膜剂包括硅酸钠，所述辅成膜剂包括氢氧化钠，所述添加剂包括硼砂、柠檬酸钠、植酸钠和甘油中的至少一种。
[0018]本申请的目的还在于提供一种金属件表面氧化膜，其包括金属基体和位于所述金属基体表面的氧化膜，所述氧化膜的孔隙率为10％
‑
30％。
[0019]一种实施方式中，所述氧化膜的厚度为5μm
‑
20μm。
[0020]本申请提供的金属件表面氧化膜的制备方法，使用阶梯式电流密度控制，在微弧氧化初期先以强脉冲(较高的电流密度升高速率)放电使氧化膜(陶瓷层)快速增长，后期降低电流密度升高速率，在相对弱的放电强度下进行微弧氧化，可对前期形成的多孔疏松层及缺陷进行修复，最终形成较好的膜层均匀度。并且，所述制备方法中使用的电解液不含有害物质，反应过程也不会生成新的有毒物质，对环境无污染，绿色环保。本申请提供的金属件表面氧化膜，膜层均匀，结构致密，与基体结合牢固，且具有良好的耐磨性和耐蚀性等性能。
附图说明
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0022]图1为不同电导率溶液中所制备的氧化膜的截面形貌图。
[0023]图2为实施例1
‑
1与对比例1
‑
4制备的氧化膜的微观形貌SEM图。
[0024]图3为实施例1
‑
1与对比例1
‑
4制备的氧化膜的盐雾测试结果对比图。
[0025]图4为实施例1
‑
1与对比例1
‑
4制备的氧化膜的耐磨性测试结果对比图。
[0026]图5为实施例4
‑
1中电流密度的变化图。
[0027]如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请实施例。
具体实施方式
[0028]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请实施例。
[0029]本申请提出了一种金属件表面氧化膜的制备方法，包括：
[0030]将金属件放入电解槽的电解液中，所述金属件作为阳极；阴极板作为阴极；
[0031]施加电压进行微弧氧化，调节电流密度先升高至峰值后，再将所述电流密度从所述峰值下降至截止值，以在所述金属件的表面形成氧化膜；其中，所述电流密度的峰值范围为3A/dm2‑
3.5A/dm2。
[0032]一些实施例中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，所述电流密度从零升高到峰值的升高时间范围为10min
‑
15min。
[0033]一些实施例中，在所述电流密度从零升高到峰值的过程中，所述电流密度的升高速率的值呈恒定值、递增、递减、先增大后减小、先减小后增大中的至少一种方式。进一步地，所述电流密度的升高速率的变化次数小于等于三次。
[0034]一些实施例中，所述电流密度的升高速率的值呈递减方式，所述电流密度的升高速率包括第一升高速率和第二升高速率，所述第一升高速率大于所述第二升高速率，所述电流密度先以所述第一升高速率增加，再以所述第二升高速率增加。
[0035]一些实施例中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，所述电流密度从所述峰值下降至所述截止值的过程中包括所述电流密度保持不变的平稳期。进一步地，所述电流密度的平稳期包括第一平稳期和第二平稳期，所述电流密度先下降至所述第一平稳期，再下降到所述第二平稳期。进一步地，所述电流密度的平稳期的时间占所述电流密度下降过程的总时间的比大于等于50％。
[0036]一些实施例中，所述电流密度的截止值的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属件表面氧化膜的制备方法，包括：将金属件放入电解槽的电解液中，所述金属件作为阳极；阴极板作为阴极；施加电压进行微弧氧化，调节电流密度先升高至峰值后，再将所述电流密度从所述峰值下降至截止值，以在所述金属件的表面形成氧化膜；其中，所述电流密度的峰值范围为3A/dm2‑
3.5A/dm2。2.如权利要求1所述的金属件表面氧化膜的制备方法，其中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，所述电流密度从零升高到峰值的升高时间范围为10min
‑
15min。3.如权利要求1所述的金属件表面氧化膜的制备方法，其中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，在所述电流密度从零升高到峰值的过程中，所述电流密度的升高速率的值呈恒定值、递增、递减、先增大后减小、先减小后增大中的至少一种方式。4.如权利要求3所述的金属件表面氧化膜的制备方法，其中，所述电流密度的升高速率的变化次数小于等于三次。5.如权利要求3所述的金属件表面氧化膜的制备方法，其中，所述电流密度的升高速率的值呈递减方式，所述电流密度的升高速率包括第一升高速率和第二升高速率，所述第一升高速率大于所述第二升高速率，所述电流密度先以所述第一升高速率增加，再以所述第二升高速率增加。6.如权利要求1所述的金属件表面氧化膜的制备方法，其中，在所述施加电压进行微弧氧化的步骤中，所述电流密度从所述峰值下降至所述截...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪本成，谢刚群，吴泰纬，陈开，朱从金，
申请(专利权)人：富联裕展科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：