[發明專利]一種在鋯合金表面制備耐磨多孔氧化鋯陶瓷層的方法

有效

• 申請號: 201611059978.0
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106702459B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 馬明臻;鐘華;李慕勤;張新宇;張世良;劉日平
• 申請（專利權）人: 燕山大學;佳木斯大學
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 續京沙

1.一種在鋯合金表面制備耐磨多孔氧化鋯陶瓷層的方法，所述鋯合金為Zr47Ti45Al5V3，是使用工業級純度的海綿鋯、海綿鈦、鋁顆粒和釩塊，用自耗電弧爐熔煉三次，得到的合金鑄錠經過三鐓三拔后按照加工要求加工成不同形狀不同尺寸的鋯合金，其特征在于：

(1)鋯合金表面預處理：利用電火花線切割機將鋯合金Zr47Ti45Al5V3鍛造態切成厚為2.8～3.2mm的鋯合金片，并在鋯合金片上鉆一個圓孔，接著使用180#，600#，1000#和1500#砂紙依次對該鋯合金圓片表面進行打磨拋光，再依次使用丙酮溶液，無水乙醇溶液和去離子水對其進行超聲波清洗，清洗時間均為10～15min，自然晾干后在鋯合金片的圓孔處拴上鋁絲，放入密封袋中密封備用；

(2)配置微弧氧化電解液：將Na₂SiO₃加入到蒸餾水中攪拌至完全溶解，得到濃度為10g/L的Na₂SiO₃水溶液，接著將Na₃PO₄加入到Na₂SiO₃水溶液中并攪拌至完全溶解，Na₃PO₄濃度為30g/L；將堿性電解質KOH加入到蒸餾水中攪拌至完全溶解，得到濃度為10g/L的KOH水溶液；將含有Na₂SiO₃和Na₃PO₄水溶液與KOH水溶液按體積比1：1的比例充分混合后，得到混合溶液，然后按每立升混合溶液加入12g KF的比例，將KF加入到上述混合溶液中攪拌至混合均勻，最后按混合溶液與丙三醇的體積比為50：1的比例，加入丙三醇并攪拌至均勻，得到微弧氧化電解液；

(3)超聲微弧氧化處理：將步驟(2)得到的微弧氧化電解液倒入不銹鋼電解槽中，對裝入微弧氧化電解液的不銹鋼電解槽進行超聲震蕩處理，微弧氧化設備陰極連接裝入微弧氧化電解液的不銹鋼電解槽，微弧氧化設備陽極連接步驟(1)得到的預處理后的鋯合金片上的鋁絲，設置微弧氧化設備的陰極和陽極之間的距離為40mm～60mm，啟動微弧氧化設備，然后在超聲波頻率為30kHz～60kHz、微弧氧化電壓為200V～500V、脈寬為100μs、脈沖頻率為500Hz，電解液溫度為40℃的條件下進行微弧氧化時間為5min～60min，關閉微弧氧化設備及超聲波振蕩設備，得到超聲微弧氧化處理后的鋯合金，采用無水乙醇和蒸餾水對超聲微弧氧化處理后的鋯合金Zr47Ti45Al5V3進行沖洗至表面干凈，自然晾干，得到帶有耐磨多孔氧化鋯陶瓷層的鋯合金。