[發明專利]一種微等離子體表面處理方法

有效

• 申請號: 201210093478.4
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN103361699A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李均明;王文軒;張繼明;邵海東
• 申請（專利權）人: 吉林省圣安基環保科技有限公司
• 主分類號: C25D11/04
• 分類號: C25D11/04;C25D11/20;C25D11/30;C25D11/26
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技術領域

本發明涉及加工領域，更具體的說，涉及一種微等離子體表面處理方法。

背景技術

微等離子氧化是一種在輕金屬表面原位生長陶瓷膜的新技術。美國五十年代在某些兵工廠開始研究陽極火花沉積，前蘇聯從七十年代中期開始獨立研究且具較高水平，八十年代中、后期以來該技術研究已成為國際研究熱點并開始應用，采用該技術可在鋁、鎂、鈦合金表面生長一層致密的陶瓷膜，這層保護膜與基體結合力強、尺寸變化小，耐磨損、耐腐蝕、耐熱沖擊及絕緣性能得到極大改善，在航空、航天、機械、電子、裝飾等領域有廣泛應用前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種新的微等離子體表面處理方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種微等離子體表面處理方法，包括以下步驟：

A：電解脫脂——根據工件不同將溫度控制在20-40℃，電壓控制在300-400V，電流適當調整，將工件表面加工時殘留的油脂去除；

B：陽極鈍化——利用高電壓，大電流，快速去除表面自然氧化層，在短時間內獲取有利于陶瓷氧化膜快速生長的鈍化基體；

C：等離子氧化——將工件置于電解質水溶液中作為陽極，調整電流、電壓、脈沖數，利用電化學方法在該材料的表面產生火花放電斑點，在熱化學、等離子體化學和電化學的共同作用下，在鈍化基體上生長出所需要的陶瓷氧化層；

D：清洗——利用高壓水流，將工件表面加工過程中，附著在表面的物質清除掉；

E：烘干(熱封閉)——在80℃-100℃的溫度下，將工件基體內的液態分子H2O去除。

優選的，所述步驟C后，還包括步驟C1：重復步驟C，進一步強化氧化層的基體的強度、耐蝕、耐腐的性能要求。

優選的，所述工件為鋁合金。

優選的，所述工件為鎂合金。

優選的，所述工件為鈦合金。

采用本方法制作的金屬氧化層具有以下特點：

(1)氧化膜具有陶瓷結構特征。

(2)原位生長。

(3)氧化膜均勻增厚。

(4)無污染：無環保限制元素加入，基本無廢水排放。制備工藝簡單。

(5)表面硬度高，顯微硬度在400至1500HV；

(6)耐磨損性能與硬質合金相當；

(7)耐腐蝕性能：鹽霧試驗鋁合金1000-2000小時；鎂合金經封孔后耐鹽霧可達1000小時以上。

(8)耐熱性能：300℃水中淬火35次未見變化，1300℃沖擊5次不脫落、不龜裂。

(9)絕緣性能：膜厚不同，表面電阻達＞100MΩ。

附圖說明

圖1是本發明實施例的流程示意圖；

圖2是本發明實施例氧化膜層形貌截面示意圖；

圖3是本發明實施例氧化層的表面示意圖；

圖4是微等離子體-電泳結合面示意圖；

圖5是采用直接電的泳電泳層表面示意圖；

圖6是采用本發明的微等離子體電泳層嵌入微弧氧化陶瓷層的微孔示意圖；

圖7耐腐蝕試驗比較示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和較佳的實施例對本發明作進一步說明。

一種微等離子體表面處理方法，包括以下步驟：

A：電解脫脂——根據工件不同將溫度控制在20-40℃，電壓控制在300-400V，電流適當調整，將工件表面加工時殘留的油脂去除；

B：陽極鈍化——利用高電壓，大電流，快速去除表面自然氧化層，在短時間內獲取有利于陶瓷氧化膜快速生長的鈍化基體；

C：等離子氧化——將工件置于電解質水溶液中作為陽極，調整電流、電壓、脈沖數，利用電化學方法在該材料的表面產生火花放電斑點，在熱化學、等離子體化學和電化學的共同作用下，在鈍化基體上生長出所需要的陶瓷氧化層；

C1：重復步驟C，進一步強化氧化層的基體的強度、耐蝕、耐磨、耐腐的性能要求；

D：清洗——利用高壓水流，將工件表面加工過程中，附著在表面的物質清除掉；

E：烘干(熱封閉)——在80℃-100℃的溫度下，將工件基體內的液態分子H20去除。

本發明所述的工件為鋁合金、鎂合金、鈦合金以及其他輕金屬或合金。

一、本發明氧化膜的形貌特征：