[發明專利]一種鎂鋰合金表面提高耐磨耐蝕性微弧氧化復合處理方法

有效

• 申請號: 201811552000.7
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109440166B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 鮑崇高;陳子晗;宋索成;陳富磊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

一種鎂鋰合金表面提高耐磨耐蝕性微弧氧化復合處理方法，將處理過的鎂鋰合金樣品浸入復合電解液中，攪拌并冷卻，用微弧氧化電源設備對鎂合金進行氧化處理，將經過預處理后的鎂鋰合金樣品作為陽極，不銹鋼電解池兼作陰極，在鎂合金微弧氧化過程中實現一步原位封孔，從而在鎂合金表面獲得低空隙和高耐蝕耐磨性的微弧氧化復合陶瓷膜；得到的復合膜層具有硬度更高，絕緣性能更好，耐腐蝕性能、耐磨性能和抗氧化性能更強的特點。

技術領域

本發明屬于鎂合金表面處理技術，具體涉及一種鎂鋰合金表面提高耐磨耐蝕性微弧氧化復合處理方法，在鎂鋰合金表面進行微弧氧化和原位封孔復合工藝，獲得低空隙、高耐蝕性、高耐磨性的陶瓷復合膜。

背景技術

鎂鋰合金是目前密度最小的合金，具有很高的比剛度、比強度和優良的抗震性能，抗高能粒子穿透性能。由于鎂鋰合金的密度遠小于新型航空用鋁鋰合金，因此鎂鋰合金結構材料在航空航天、兵器工業、汽車、3C產品、醫療器械相關領域具有廣泛的發展前景。輕量化材料和器件的發展是解決能源短缺的重要措施之一。鎂合金的低密度、儲量大以及優良的綜合性能使其成為當下最有發展前景的新型工程材料，而鎂鋰合金超輕合金易加工變形并且密度低，在大量的工業領域里將會發揮較大的作用，特別是在航空航天和電子工業等方面更加受到人們的青睞。但是鎂鋰合金的化學和電化學活性高，耐蝕性能極差。在大氣中鎂鋰合金零件表面生成的氧化膜疏松多孔，極易發生大氣腐蝕和接觸腐蝕。此外，鎂鋰合金質地柔軟，硬度較低，表面出較差的耐磨性，這些都大大限制了其在民用和國防領域的應用。

盡管國內外通過合金化以及使用高純合金使得其耐蝕性得到了一定程度上的提高，但仍不能滿足實際工況對鎂鋰合金制品性能的要求，鎂鋰合金的表面處理能夠以經濟有效的方式改變膜層的表面形態和組成，起到良好的耐磨耐腐蝕作用，提供長期有效的保護，為其商業化應用奠定了基礎。因此選擇不同表面處理工藝提高耐蝕性，仍是目前鎂鋰合金制品在進入實際應用前的必要工序。鎂合金的表面處理方法目前常用的主要有化學處理、陽極氧化和金屬鍍層(電鍍、化學鍍),其它處理方法有擴散處理、激光表面合金改性、氣相沉積、有機涂層、熱噴涂和微弧氧化等。在眾多表面處理工藝中，微弧氧化(micro arcoxidation,MAO)是在陽極氧化基礎上發展起來的一項表面處理技術，其對設備要求較低，電解液無污染，而且所生成膜層與基體的結合力強，尺寸變化小，使鎂合金耐磨損、耐腐蝕、抗熱沖擊及絕緣性能都得到了很大改善。然而在微弧氧化氧化的處理過程中，試樣表面通常會有持續激烈的火花放電和大量的氣泡析出，致使陶瓷層中形成微孔和微裂紋，從而導致耐蝕、耐磨效果受到限制，因此，必須對微弧氧化膜進行封孔后處理。

現有的技術和工藝大多采用微弧氧化后處理來盡量封閉這些微孔和缺陷。然而通過這些后處理獲得的封孔膜層大多會顯著改變鎂合金微弧氧化膜層原有的優異特性，同時這些后處理封孔工藝大多存在工藝復雜、成本高、以及污染環境等方面的問題。因此，開發一種新技術能夠在獲得微弧氧化膜層的過程中，也同時能夠達到原位一步封孔的效果，將會極大地推動微弧氧化技術在鎂鋰合金關鍵零部件表面防護方面的實際推廣應用。

發明內容

為了解決現有鎂鋰合金微弧氧化膜層后處理封孔工藝的上述缺點，本發明的目的在于提出一種鎂鋰合金表面提高耐磨耐蝕性微弧氧化復合處理方法，在鎂合金微弧氧化過程中實現一步原位封孔，從而在鎂合金表面獲得低空隙和高耐蝕耐磨性的微弧氧化復合陶瓷膜；通過將SiC這種具有高強度，高硬度，良好的抗氧化性能的顆粒引入到鎂鋰合金表面的微弧氧化處理中，將SiC顆粒直接加入到微弧氧化電解液中，利用SiC顆粒在微弧氧化膜層中的吸附和微孔的機械捕獲作用，以及微弧氧化過程中的弧光放電產生的瞬時高溫高壓將SiC顆粒鍛燒固化，最終實現原位封孔效果，獲得致密的微弧氧化復合膜層。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種鎂鋰合金表面提高耐磨耐蝕性微弧氧化復合處理方法，包括以下步驟：