[發(fā)明專利]一種鎂合金微弧氧化工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711017858.9
• 申請(qǐng)日: 2017-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107557840A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 楊曉艷
• 主分類號(hào): C25D11/30
• 分類號(hào): C25D11/30;C22C23/02
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11659
• 代理人: 徐鵬飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鎂合金微弧氧化工藝。

背景技術(shù)

鎂是常用有色金屬之一，其蘊(yùn)藏量豐富，在地殼中的含量達(dá)到2.1-2.7％，在所有元素中居第六位，是僅次于鋁、鐵、鈣居第四位的金屬元素。純的金屬鎂作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用的很少，在純鎂中加入Al、Zn、Li、Mn和稀土等元素組成的鎂合金具有較高的強(qiáng)度，是常用結(jié)構(gòu)材料中最輕的金屬。

盡管有著豐富的儲(chǔ)量和優(yōu)異的物理及力學(xué)性能，作為結(jié)構(gòu)材料獲得廣泛的應(yīng)用，必須解決鎂及其合金不耐腐蝕這個(gè)瓶頸問(wèn)題。鎂及其合金是非常活潑的金屬，標(biāo)準(zhǔn)電極電位很低(鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-2.37V)，耐腐蝕性比較差。在常溫下，鎂與空氣中的氧反應(yīng)形成疏松的MgO薄膜，其PB值為0.79<1，不能有效地保護(hù)基體。

微弧氧化(MAO-Micro-arc Oxidation)技術(shù)是一種在金屬表面原位生長(zhǎng)陶瓷層的表面處理技術(shù)，它利用微小區(qū)域電弧放電產(chǎn)生瞬間局部高溫，使金屬表面氧化為金屬氧化物陶瓷，從而達(dá)到表面改性的目的。

微弧氧化膜層分為致密層和疏松層，膜層與基體的交界面犬牙交錯(cuò)，呈微區(qū)冶金結(jié)合。內(nèi)層結(jié)構(gòu)致密均勻，沒(méi)有氣孔，缺陷較少，為晶態(tài)氧化物和非晶態(tài)的微晶混合膜層，外層是疏松層包括較多較大的氣孔，有明顯的缺陷。膜層表面呈溶融冷卻狀，上面有孔，但孔不是貫穿的，孔徑的大小、疏密取決于溶液成分及其濃度、氧化時(shí)間、擊穿電壓等因素。孔既是放電通道，又是水溶液中的氧或氫氧根離子生成氧氣的氣體通道。表面粗糙度本質(zhì)上與基體合金無(wú)關(guān)，主要取決于氧化時(shí)間，也受電流密度、沉積速率的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種鎂合金微弧氧化工藝，能夠使得得到的鎂合金表明均勻光滑明亮，可以用于手機(jī)殼和筆記本電腦殼。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鎂合金微弧氧化工藝，包括：

(1)對(duì)鎂合金表面進(jìn)行預(yù)處理，除去表面污垢；

(2)對(duì)鎂合金進(jìn)行微弧氧化處理，所述鎂合金為正極，不銹鋼為陰極，微弧氧化選擇恒壓模式，正電壓為410-450V，負(fù)電壓為0，頻率為600-900Hz，占空比為15-30％，氧化時(shí)間為20-50min，電解液為堿性硅酸鹽，電解液溫度控制在20-40℃；

(3)微弧氧化結(jié)束，打磨拋光；

(4)清洗鎂合金并干燥。

優(yōu)選的，所述鎂合金為鋁鎂合金。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鋁鎂合金組成按重量百分比包括：Al 6.75-10.0％，Zn 0.35-1.0％，Mn 0.15-0.5％，Si 0.05-0.5％，Cu 0.01-0.1％，Ni 0.0001-0.0005％，F(xiàn)e 0.001-0.01％，S 0.005-0.015％，Zr 0.005-0.015％，余量的Mg。

優(yōu)選的，所述預(yù)處理為：將鎂合金表面打磨，經(jīng)去離子水清洗，再經(jīng)丙酮清洗，干燥。

優(yōu)選的，步驟(2)中微弧氧化正電壓為420-440V，優(yōu)選430V。

優(yōu)選的，步驟(2)中微弧氧化頻率為650-750Hz，優(yōu)選700Hz。

優(yōu)選的，步驟(2)中微弧氧化占空比為15-25％，優(yōu)選20％。

優(yōu)選的，所述電解液包括：硅酸鈉10-20g/L，氟化鉀10-15g/L，氫氧化鈉1-5g/L。

本發(fā)明的微弧氧化工藝制備得到鋁鎂合金膜層，其膜層致密，微弧氧化產(chǎn)生的微裂紋缺陷較少，經(jīng)過(guò)打磨拋光后，這些缺陷會(huì)進(jìn)一步消失。微弧氧化過(guò)程中的高溫高壓燒結(jié)作用，將非晶態(tài)的MgO轉(zhuǎn)變成立方結(jié)構(gòu)的MgO，這使得陶瓷層擁有較好的致密性對(duì)于提高膜層的耐蝕性、硬度均有好處。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明微弧氧化裝置示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1.電源，2.冷水浴，3.輔助電極，4.電解液，

5.工作電極，6.溫度計(jì)，7.攪拌器。

圖2是本發(fā)明制備工藝得到的鎂合金微弧氧化膜的SEM形貌圖。

圖3是本發(fā)明制備工藝得到的鎂合金微弧氧化膜的XRD譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1

一種鎂合金微弧氧化工藝，包括：

(1)對(duì)鎂合金表面進(jìn)行預(yù)處理，將鎂合金表面打磨，經(jīng)去離子水清洗，再經(jīng)丙酮清洗，干燥，除去表面污垢；