[發明專利]鎂合金超聲濕噴丸方法

有效

• 申請號: 200910045028.6
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101457384A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 劉文才;張平;董杰;郭興伍;趙鑫;張新平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種鎂合金表面處理技術領域的方法，具體的說，涉及的是一種鎂合金超聲濕噴丸方法。

背景技術

鎂的電化學活性很高，常規鎂合金存在嚴重的腐蝕問題，因此，其產品一般都需要進行化學或電化學表面處理來提高抗腐蝕性能。在眾多的鎂合金表面處理方法中，陽極氧化方法是性能和應用效果較好且具有市場競爭力的重要方法之一。常用的陽極氧化是一種電化學氧化工藝。將需要進行陽極氧化的工件連接直流電源的正端作陽極，另一種不起反應的金屬(例如，不銹鋼)連接直流(D.C.)電源的負端作陰極浸入適當的電解液中，當電流通過電解液溶液時，負電荷離子向陽極移動并在陽極放電，該過程伴隨原子氧的產生并形成氧化物涂層。陽極氧化工藝現在可以采用直流(D.C.)、交流(A.C.)或者交流和直流的疊加(A.C+D.C)以及脈沖電流(P.C.)。當所施加的電流或電壓大于一定值時，在被陽極氧化的工件上就會產生火花或微電弧，因此，人們又將陽極氧化稱為微弧氧化或微等離子體氧化。在陰極上僅有的重要反應是產生氫氣，金屬陽極被消耗并且轉化成自身的一種氧化物涂層，該涂層從金屬靠近溶液的一邊開始形成附著在金屬上，氧化物陶瓷層中的金屬離子產生于金屬，氧氣產生于水電解液溶液中的陽極反應。實驗測定所產生的等離子體溫度約為7000℃，在該等離子體溫度下，氧化物陶瓷是液態的，在靠近金屬的一邊，產生等離子體的時間足以讓熔融的氧化物陶瓷產生適當地收縮，從而形成一種具有孔隙的燒結氧化物陶瓷層。在靠近電解液溶液的一邊，熔融的氧化物陶瓷被電解液溶液迅速冷卻，正在逸出的氣體，尤其是氧氣和水蒸氣，使形成的氧化物陶瓷層具有通過毛細管相連的網孔結構。例如，鋁合金陽極氧化涂層的孔隙直徑采用掃描電鏡測量為0.1μm～30μm。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國發明專利申請號為200510085466.7、公告號為CN1724719A的專利公開了一種溶膠作用下的鎂合金基體表面陽極氧化處理方法，采用將溶膠-凝膠這種常規用于制備粉體、薄膜涂層材料的工藝引入到鎂合金的表面陽極氧化處理上，選擇了一種與硅溶膠具有良好相溶性能的鎂合金陽極氧化基礎溶液，利用溶膠顆粒在鎂合金基體表面的吸附作用，以及鎂合金陽極氧化過程中特有的火花現象產生的大量熱量將溶膠顆粒固化，最終與陽極氧化本身產物一同在鎂合金表面形成了一層陽極氧化復合膜層，該陽極氧化復合膜層的硬度高，絕緣性能好，具有較好的耐腐蝕性能，其不足之處是：陽極氧化在提高鎂合金耐蝕性能的同時，也在其表面引入殘余拉應力，損傷鎂合金的疲勞性能。另外，A.J.Eifert等在《Scripta?Materialia》(材料快報)1999年第8期929-935頁上發表的Influence?of?anodization?on?the?fatigue?life?ofWE43A-T6magnesium(陽極氧化對鎂合金WE43A-T6疲勞壽命的影響)研究了陽極氧化對鎂合金WE43A-T6疲勞壽命的影響，結果表明，陽極氧化使WE43A鎂合金的高周疲勞強度降低了10％。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種鎂合金超聲濕噴丸方法，即在鎂合金陽極氧化的同時進行了超聲濕噴丸，其中陽極氧化在鎂合金表面形成涂層以提高鎂合金的耐蝕性能，同時超聲濕噴丸引入的壓應力可以抵消陽極氧化產生的拉應力，從而降低了陽極氧化對鎂合金疲勞性能的損傷。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明在現有鎂合金陽極氧化方法采用的電解液中加入稀釋劑和噴丸顆粒，組成懸浮液，施加超聲場，在開始通電氧化的同時，啟動所施加的超聲場，進行超聲濕噴丸。

本發明的方法包括如下具體步驟：

步驟1：先將待處理的鎂合金工件進行堿洗后再水洗。

步驟2：將經過步驟1處理后的鎂合金工件進行酸洗后再進行水洗。

步驟3：將經過步驟2處理后的鎂合金工件放入電解槽，在電解液中加入稀釋劑和噴丸顆粒，組成懸浮液，然后對此懸浮液施加超聲場并對鎂合金工件進行噴丸。

鎂合金超聲濕噴丸過程中的陽極氧化采用實際應用有效的鎂合金陽極氧化方法的相關工藝參數，例如，溶液配方，溶液PH值，電參數等。本發明電解液可以是適用于鎂合金的任一種電解液，在電解液中加入20～40g/l的稀釋劑和50～90g/l的直徑為20～50μm的噴丸顆粒組成懸浮液。在所用懸浮液中，施加超聲波頻率范圍為25～600KHz的超聲場，優先選擇范圍為100～350KHz。在開始通電氧化的同時，啟動所施加的超聲場。

所述的稀釋劑可以為現有技術中常規應用的稀釋劑，優選聚乙二醇PEG-400和PEG-800。