一种高致密微弧氧化膜层制备的调压方式制造技术

本发明专利技术提供一种在AZ91D镁合金表面制备高致密微弧氧化膜层的调压方式，其方法主要包括以下步骤：(1)砂纸打磨至镁合金基体表面光滑，除去表面的油、锈，并用丙酮溶液和酒精清洗干净；(2)去离子水清洗基体表面然后冷风吹干；(3)采用双极性脉冲电源，电源模式选择等时间的单、双极性反复调节，单、双极性保持的时间为4min。电解液配方为：KF5～15g/L、NaOH1～10g/L、Na6O

【技术实现步骤摘要】
一种高致密微弧氧化膜层制备的调压方式


[0001]本专利技术属于表面改性
，具体涉及一种AZ91D镁合金表面高致密微弧氧化膜层制备的调压方式及镁合金防腐。

技术介绍

[0002]镁合金具有良好的物理和机械性能，如密度小、尺寸稳定、比强度比刚度高等特点，是作汽车工业、电子产品、航空航天工业和生物工程应用的理想结构材料。镁合金的化学性质比较活跃，与传统的工程金属(例如钢和铝合金)相比，镁及其大部分合金的耐腐蚀性非常差，在潮湿的环境下容易腐蚀，镁合金的电极电位较低、所以其在室温下空气中即会发生氧化并成为疏松多孔的表面氧化层，镁合金的塑性、耐热性和耐磨性也比较差，限制了其更广泛的应用。利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面生成均匀且耐蚀致密的膜层是提高镁合金性能及拓宽镁合金应用范围的有效手段。
[0003]微弧氧化作为一种绿色环保、切实有效的金属防护工艺，自诞生以来就受到诸多研究学者们的青睐。国内外研究人员主要研究微弧氧化电解液成分、电参数、合金成分等方面进行改善镁合金的表面改性，但目前通过微弧氧化技术进行制备高致密的微弧氧化膜层还处于起步阶段，通过对微弧氧化技术的调压方式制备高致密的微弧氧化膜层还处于研究阶段，传统的微弧氧化调节方式无法保证其膜层的高致密且膜体与基体的结合力不强，易脱落。
[0004]本专利技术基于其传统的微弧氧化氧化技术，无法保证其膜层的高致密且膜体与基体的结合力不强，易脱落，因此提出一种高致密微弧氧化膜层制备的调压方式。本专利技术通过对电解液配比和电源加载方式进行优化调控，制备高耐磨性、高耐性的微弧氧化膜层，为改善膜层表面外观形貌，提高表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性。旨在获得高致密、高性能、表面光洁的微弧氧化层，对提高微弧氧化层的性能有重要作用。

技术实现思路

[0005]为了克服以上的技术不足，本专利技术的目的是提供一种高致密的微弧氧化膜层制备的调压方式，膜层与AZ91D镁合金基体结合性能好，基体表面致密均匀，金属表面生成致密的陶瓷涂层可以大幅提升镁合金的耐蚀性，此技术改善了镁合金的外观，提高镁合金的性能，使其应用范围更广。
[0006]一种高致密的微弧氧化膜层制备的调压方式，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]步骤一，对镁合金用砂纸打磨至基体表面光滑，并用丙酮溶液、酒精和去离子水清洗干净然后吹干；
[0008]步骤二，将处理好的镁合金基体放入硅酸盐、磷酸盐体系的复合电解液中；
[0009]步骤三，采用的双极性脉冲电源，电源模式选择等时间的单、双极性反复调节，采用恒压模式进行，然后调整出其他合适的电参数和非电参数，在金属表面制备出高致密微弧氧化膜层。
[0010]根据根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电解液配方为，所述Na2SiO3含量为5～15g/L；所述NaOH含量为1～10g/L，所述Na6O
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P6含量为1～35g/L，所述KF含量为5～15g/L，所述C3H8O3含量1～10g/L。
[0011]根据权利要求1所述的一种高致密微弧氧化膜层制备的调压方式，其特征在于，采用恒压模式进行，电压加载方式为100V进行5～15min的阳极氧化，然后从150V开始，每过8min电压调高50V，直至电压升达500V后继续处理8min后关机，总微弧氧化处理时间为56min。
[0012]根据权利要求1所述的一种高致密微弧氧化膜层制备的调压方式，其特征在于，所述的电源模式为等时间的单、双极性反复调节，单、双极性保持的时间为4min，电源频率为400～1000Hz，占空比为15～40％，正负脉冲比为1：1，电流密度为5～10A/dm2，实验时间为61～71min。
[0013]所述的金属基体为AZ91D镁合金。
[0014]本专利技术的调压方式可以提高膜层的致密度，有利于膜层生长，表面均匀，美观度增强，镁合金的耐蚀性大幅提升。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0016](1)本专利技术磷酸盐和硅酸盐的添加，改变了电解液的电导率，提高腐蚀电位，降低腐蚀电流，镁合金的耐蚀性提升。且磷酸盐和硅酸盐的添加能有效增厚膜层厚度，膜层硬度也随之大幅提升。
[0017](2)本专利技术中KF与C3H8O3的添加，KF会降低起弧电压，使得微弧氧化膜层更加致密，C3H8O3也可以增加膜层的致密性。
[0018](3)本专利技术所选用的电源模式，等时间的单、双极性反复调节，可以将前半段时间的单极性所产生的缺陷消除，使得涂层更加致密，且原位生成的膜层极大地提高了涂层与基体的结合力，提高了镁合金的应用范围更广。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实例的技术方案，图1为本专利技术提供的通过制备高致密微弧氧化膜层的调压方式的操作流程示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术专利的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
[0021]实施例1：
[0022]如图1所示，本实施例中在镁合金基体上通过微弧氧化技术原位生成一层耐蚀且致密的微弧氧化膜层。
[0023]本实施例中微弧氧化膜层厚度为0～20μm。
[0024]结合图1，一种微弧氧化膜层制备的调压方式方法，包括以下步骤:
[0025]步骤一，采用200#、400#、600#、800#、1000#的砂纸对试样规格50mm
×
50mm
×
2mm的AZ91D镁合金进行打磨处理，使镁合金表面光滑且看起来划痕方向一致。用丙酮和去离子水清洗干净表面后吹干；
[0026]步骤二，将处理好的镁合金基体放入硅酸盐、磷酸盐体系的复合电解液中；
[0027]步骤三，采用的双极性脉冲电源，所述的电源模式为等时间的单、双极性反复调节，单、双极性保持的时间为4min，电源频率为400～1000Hz，占空比为15～40％，正负脉冲比为1：1，电流密度为5～10A/dm2，实验时间为61～71min。电压加载方式为恒压模式进行，电压加载方式为100V进行5～15min的阳极氧化，然后从150V开始，每过8min电压调高50V，直至电压升达500V后继续处理8min后关机，总微弧氧化处理时间为56min。所述微弧氧化电解液配方为，所述Na2SiO3含量为5～15g/L；所述NaOH含量为1～10g/L，所述Na6O
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P6含量为1～35g/L，所述KF含量为5～15g/L，所述C3H8O3含量1～10g/L。
[0028]本专利技术通过实例对技术方案进行较为清晰、完整的描述，但并不对本专利技术构成限制。对于本领域的专业人员能够通过所设计的参数调整(其他电压调节方式调控微弧氧化膜层的致密度和其他电参数)及改变电解液配比制备方法等都应该属于本专利技术权利要求的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在镁合金表面制备高致密微弧氧化膜层的调压方式，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，对镁合金用砂纸打磨至基体表面光滑，并用丙酮溶液、酒精和去离子水清洗干净然后吹干；步骤二，将处理好的镁合金基体放入硅酸盐、磷酸盐体系的复合电解液中；步骤三，采用的双极性脉冲电源，电源模式选择等时间的单、双极性反复调节，采用恒压模式进行，然后调整出其他合适的电参数和非电参数，在金属表面制备出高致密微弧氧化膜层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电解液体系为硅酸盐体系和磷酸盐体系，所述Na2SiO3含量为5～15g/L；所述NaOH含量为1～10g/L，所述Na6O
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P6含量为1～35g/L，所述C3H8O3含量1～10g/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化复合电解液中所述KF含量为5～15g/L。4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合电解液的温度通过循环水冷和搅拌的方式控制在40℃以下。5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合电解液的体积为10～20L。6.根据权利要求1所述的一种高致密微弧氧化膜层制备的调压方式，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣慰，姚建洮，李俊强，张国栋，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：