[發明專利]鎂合金微弧氧化電解液及利用該電解液對鎂合金表面黑色陶瓷化處理的工藝

有效

• 申請號: 201310439874.2
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103469280A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 賀東奎;曹建勇;蔣斌
• 申請（專利權）人: 重慶研鎂科技有限公司
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 霍本俊

技術領域

本發明涉及鎂合金表面處理技術領域，具體涉及一種鎂合金微弧氧化電解液及利用該電解液對鎂合金表面黑色陶瓷化處理的工藝。

背景技術

鎂合金因其密度低、比強度高、延展性好、導熱導電能力強、易加工成形、可強化、無低溫脆性、對光和熱的反射能力強、耐核輻射等性能優勢，廣泛用于建筑、電子、航空航天、軍工、IT諸多領域，已成為僅次于鋁合金的第二大合金結構材料。但色調的單一性、較差的耐腐性和耐磨性，限制了鎂合金在更大范圍的推廣應用。因此，表面處理成為鎂合金產品制造鏈中不可缺的重要環節。除以防護為目的的一般表面處理，像軍工、航天航空以及部分電子材料等用鎂合金件，表面還要去發黑降低反光或增大熱輻射，一些軍工產品還需要利用黑色作為偽裝。另外，黑色裝飾性優異，在建筑、家電、航天航空、筆記本電腦等領域有著廣泛應用。

鎂合金黑化通常做法有：先陽極氧化，后電解著色、染色、噴漆；先陽極氧化，再無機發黑；直接通過化學轉化法或陰極法進行表面黑化。這些技術雖然能夠實現鎂合金表面黑化的目的，卻存在工序復雜、成本高、黑化膜防護性（如耐蝕性、耐磨性）差等缺陷。因此，尋找新的黑化處理技術具有重要意義。

微弧氧化是指在普通陽極氧化的基礎上，利用弧光放電增強并激活在陽極上發生的反應，從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優質的強化陶瓷膜的方法，是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，金屬表面形成陶瓷膜，達到工件表面強化的目的。微弧氧化克服了硬質陽極氧化的缺陷，極大地提高了膜層的綜合性能，陶瓷氧化膜層與基體結合牢固，結構致密，韌性高，具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。此外，由于微弧氧化工序簡單，成本低，無污染，能夠處理形狀復雜的工件，對其基體材料力學性能的負面影響小，因此在結構材料尤其是輕合金的表面強化、航空航天和電子功能材料的制備方面應用前景十分廣闊。微弧氧化電解液成分是得到合格膜層的關鍵因素，通過改變或調節電解液的成分使膜層具有某種特性或呈現不同顏色。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種鎂合金微弧氧化電解液及利用該電解液對鎂合金表面黑色陶瓷化處理的工藝，用于鎂合金表面處理能夠得到致密、耐磨性強、顏色均勻的黑色陶瓷氧化膜層。

本發明公開了一種鎂合金微弧氧化電解液，所述電解液的溶質組成為：偏硅酸鈉10～25克/升，氟化氫銨0.5～30克/升，氫氧化鉀1～50克/升，氧化銅0.15～5克/升，有機絡合劑15克/升，焦磷酸鉀10～20克/升。

本發明還公開了一種利用上述鎂合金微弧氧化電解液對鎂合金表面黑色陶瓷化處理的工藝，包括以下步驟：

1）前處理：對鎂合金工件進行前處理；

2）微弧氧化：將經過步驟1）前處理后的鎂合金工件放入所述電解液中進行微弧氧化處理，在鎂合金工件表面形成黑色陶瓷氧化膜層；

3）熱水封閉：將經過步驟2）微弧氧化后的鎂合金工件放入熱水中封閉處理。

進一步，所述步驟1）中，前處理包括將鎂合金工件放入60～65℃的脫脂液中脫脂清洗3～5min，水洗后再將鎂合金工件放入40～45℃的活化液中活化40～60s，水洗后再將鎂合金工件放入80～85℃的表面調整液中表面調整5～7min。

進一步，所述步驟1）中，脫脂液的溶質組成為：堿式碳酸鈉5～25克/升，磷酸三鈉10～30克/升，硅酸鈉0.5～5克/升，氫氧化鈉2～10克/升，有機乳化劑0.15～3克/升。

進一步，所述步驟1）中，活化液的溶質組成為：草酸0.15～15克/升，乳酸7克/升，苯磺酸鈉0.5克/升，三乙醇胺0.1～3克/升。

進一步，所述步驟1）中，表面調整液的溶質組成為：氫氧化鈉10～15克/升，氟化鋰0.1～0.5克/升，鉬酸鈉10克/升，硝酸鈉0.5～25克/升。

進一步，所述步驟2）中，微弧氧化處理時，啟動電壓為280V，電壓階躍速度為10V/min，峰值電壓為450V，電流密度為0.5～1.5A/d㎡，電解液溫度為13～18℃，電解液PH值為9.5～10.5，處理時間為10～50min。

進一步，所述步驟3）中，熱水的溫度為70～80℃，封閉處理時間為3～5min。