[發明專利]一種制備高耐腐蝕和耐應力腐蝕性能陶瓷膜層的方法

在審

• 申請號: 201610391989.2
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN107460516A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 宋仁國;孫斌;宋若希;張曉燕;曹國平;盧俊鵬
• 申請（專利權）人: 寧波瑞隆表面技術有限公司
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種制備陶瓷膜層的方法，尤其涉及一種制備高耐腐蝕和耐應力腐蝕性能陶瓷膜層的方法。

背景技術

7XXX系鋁合金是一種高強鋁合金，其出色的比強度，加工性能和可焊接性使它被廣泛應用于航空、航天領域，且在近年來被廣泛應用于汽車的骨架與電子產品的外殼中，應用范圍不斷擴大，但是大量的腐蝕失效也經常發生。鋁的化學活性要高于鋼鐵，暴露在空氣中時會很快形成一層極薄的氧化膜，會對合金產生保護作用。但是當合金處于Cl-環境介質中時，氧化膜會很快被溶解，發生腐蝕，特別是存在拉應力的服役情況下，合金甚至會發生突發性的斷裂失效，而鋁合金常用的固溶處理及時效處理工藝并不能大幅提高合金的耐腐蝕與應力腐蝕性能，在實際應用中作用有限。這些腐蝕失效行為嚴重制約了7XXX系鋁合金的應用。所以，對合金表面進行改性處理，獲得強保護性的耐蝕膜層可以拓展該類型合金應用的領域。

微弧氧化技術是近年來逐漸發展并趨于成熟的一種應用于如鋁合金、鎂合金和鈦合金表面的一種新型表面處理工藝。通過電解液與相應電參數下鋁合金表面的弧光放電作用，在合金表面產生瞬間的高溫高壓，原位生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。該層陶瓷膜層在保證試樣前期工藝的性能的條件下，同時提高合金表面的耐蝕性，拓展合金的應用范圍。

本發明通過對7XXX系高強合金表面的改性處理，獲得強保護性的耐蝕膜層，阻隔介質中侵蝕性的離子對7XXX系高強鋁合金表面的破壞作用，從而提高7XXX系高強合金耐蝕性與耐應力腐蝕開裂的性能。

發明內容

為解決鋁合金的上述缺陷，本發明提供了一種制備高耐腐蝕和耐應力腐蝕性能陶瓷膜層的方法。

為達到發明目的，本發明所采用的技術方案是：

一種制備高耐腐蝕和耐應力腐蝕性能陶瓷膜層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）配置電解液，電解液的組成濃度為：六偏磷酸鈉20-30 g/L，氫氧化鉀1-7 g/L，四硼酸鈉1-10 g/L，EDTA 1-10 g/L，甘油10-20 g/L；

采用直流脈沖微弧氧化裝置對清潔后的7XXX系高強鋁合金表面進行微弧氧化，電流密度為5-15 A/dm²，溫度控制在20-30℃，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為10-30 min。

步驟（1）中優選的電解液組成濃度為：六偏磷酸鈉25 g/L，氫氧化鉀2 g/L，四硼酸鈉6 g/L，EDTA 2 g/L，甘油12 g/L。

所述步驟（2）中優選的電參數為：電流密度為10 A/dm²，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為15 min。

本發明的有益效果為：（1）本發明電解液中添加EDTA和甘油兩種添加劑，大幅提高陶瓷膜層的致密性，使腐蝕介質難以通過微弧氧化膜層對材料基體進行陽極溶解作用；（2）大幅提高合金表面電荷遷移阻力，腐蝕與應力腐蝕過程中的電化學過程被抑制，顯著提高7XXX系高強鋁合金表面的耐腐蝕與耐應力腐蝕性能；（3）陶瓷膜層表面光滑，與基體結合力高；（4）原料價廉易得，利于工業化生產。

附圖說明

圖1為原始鋁合金試樣與實施例1所獲試樣在3.5%NaCl溶液中的動電位極化曲線。

圖2為原始鋁合金試樣與實施例1所獲試樣在3.5%NaCl溶液中的應力應變曲線。

具體實施方式

下面結合具體方式對本發明進行進一步描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護范圍。

實施例1：

（1）配置電解液，電解液的組成濃度為：六偏磷酸鈉25 g/L，氫氧化鉀2 g/L，四硼酸鈉6 g/L，EDTA 2 g/L，甘油12 g/L；

（2）采用直流脈沖微弧氧化裝置對清潔后的鋁合金表面進行微弧氧化，電流密度為10 A/dm²，溫度控制在20-30℃，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為15 min。

實施例2：

（1）配置電解液，電解液的組成濃度為：六偏磷酸鈉25 g/L，氫氧化鉀3 g/L，四硼酸鈉6 g/L，EDTA 2 g/L，甘油12 g/L；

（2）采用直流脈沖微弧氧化裝置對清潔后的鋁合金表面進行微弧氧化，電流密度為10 A/dm²，溫度控制在20-30℃，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為15 min。