[發明專利]一種鋁合金型材表面微弧氧化改性方法及表面改性鋁合金型材

有效

• 申請號: 201811114851.3
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109023470B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 李竑靚
• 申請（專利權）人: 福建省富達精密科技有限公司
• 主分類號: C25D11/06
• 分類號: C25D11/06;C25D11/16;C25D11/24
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 李海燕

本發明涉及一種鋁合金型材表面微弧氧化改性方法及表面改性鋁合金型材，所述方法包括：a)前處理：鋁合金型材經吹掃除灰、清洗除油、水洗、干燥，完成前處理；b)微弧氧化處理：將鋁合金型材置于電解液中進行微弧氧化，電解液包含以下組分：Na₂SiO₃、Na₂B₄O₇、KOH、丙三醇、Na₂MoO₄、EDTA?2Na；微弧氧化完成后取出；c)后處理：對鋁合金型材進行清洗、干燥后，采用聚偏氟乙烯樹脂對微弧氧化膜層表面進行封孔處理。本發明所得表面改性鋁合金型材，在微弧氧化處理之后用聚偏氟乙烯樹脂進行封孔處理，封孔效果好且表面致密平整，具有優異的耐磨性、耐蝕性和電絕緣性能，極大地提高了鋁合金型材的綜合性能。

技術領域

本發明屬于鋁合金型材表面處理技術領域，具體涉及一種鋁合金型材表面微弧氧化改性方法，同時還涉及一種上述方法制備所得的表面改性鋁合金型材。

背景技術

鋁是自然界中分布最廣的六大金屬之一，約占地殼總質量的8.0％，其密度小、熔點低，易于加工，可制成各種型材；但是純鋁的強度很低，不宜作結構材料。經過長期的生產實踐和科學研究，人們逐漸以加入合金元素及運用熱處理等方法來強化鋁，得到一系列的鋁合金，鋁合金在保持純鋁質輕等優點的同時還能具有較高的強度，成為理想的結構材料。鋁合金型材以其輕便、低成本、高比強、高導電導熱性、可焊性、可回收等優點，在航空航天、交通運輸、機械制造、建筑、裝飾裝修及化學工業中已大量應用。

然而鋁合金作為結構材料，存在質地軟、耐磨性差、在特殊環境下不耐腐蝕、不耐高溫等缺點，雖然鋁合金可以在空氣中自發在表面形成Al₂O₃膜層，但是薄層很薄且缺陷較多，無法對基體進行有效的防護，因此人們通過各種方法對鋁合金型材進行表面處理來提升其性能。根據工藝特點及所得保護層的性質，鋁合金型材表面處理技術可分為化學氧化處理、化學鍍、熱噴涂、普通陽極氧化處理、微弧氧化處理等。

微弧氧化處理又稱為微等離子體表面陶瓷化技術，是一種高電壓等離子體輔助的陽極氧化新工藝，是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，使基體表面的金屬與電解液相互作用，從而在鋁、鎂、鈦等閥金屬及其合金材料表面微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，原位形成穩定的強化陶瓷膜層。鋁合金微弧氧化膜的主要成分是Al₂O₃，具有硬度高、耐磨性好等特點，膜層的原位生長方式使得基體與膜層之間冶金結合牢固，不易脫落，整體性能良好。

鋁合金表面微弧氧化膜層的形成過程中，微等離子弧不斷的產生、熄滅，微弧放電的通道部分會殘留下來；微等離子弧產生的瞬時高溫達到8000K，熔融氧化物在電解液的激冷下迅速凝固，產生較大應力，在膜層中形成微裂紋，使得微弧氧化膜層存在一定的孔隙率。鋁合金表面微弧氧化膜層具有不明顯的分層現象，靠近基體的氧化膜密實，遠離基體的部分疏松多孔，膜層表面分布著形狀大小不規則的火山口狀孔洞，這些孔洞主要是由于擊穿放電、內部熔融氧化物和氣體向外逸出造成的，有的是膜層中的盲孔，有的是連接基體與外界環境的通孔，在膜層中呈現彎曲交錯的三維分布。在實際應用中，這些孔洞為腐蝕介質滲透到微弧氧化膜內部提供了通道，腐蝕介質會沿著這些缺陷達到基體，導致基體腐蝕、氧化膜龜裂脫落，削弱了膜層對于基體的保護作用。為了進一步增強鋁合金的硬度、耐蝕、耐磨及抗高溫氧化性能，在微弧氧化工藝得到致密陶瓷膜層的基礎上，還需對微弧氧化膜層進行封孔處理，封閉表面孔洞，改善膜層對環境介質的屏障效應，防止小孔腐蝕帶來的負面影響。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋁合金型材表面微弧氧化改性方法，極大的改善鋁合金型材表面的耐磨性、耐蝕性能和電絕緣性能。

本發明的第二個目的是提供一種上述鋁合金型材表面微弧氧化改性方法制備所得的表面改性鋁合金型材。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：