[發(fā)明專利]一種鈹及其合金表面微弧氧化處理方法及裝置

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• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109943875A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 王長青;薛風舉;王長峰;鐘聲;侯建;王靖;齊巖
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所
• 主分類號: C25D11/34
• 分類號: C25D11/34
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 高志瑞

本發(fā)明公開了一種鈹及其合金表面微弧氧化處理方法及裝置，其中，該方法包括如下步驟：將等離子體電解氧化電源的陽極與純鈹或鈹合金工件相連接，將等離子體電解氧化電源的陰極與石墨相連接，控制電解液溫度，電解液采用硅酸鹽電解液，控制等離子體電解氧化電源的電壓，通電時間為10～30min，取出，用蒸餾水清洗去除無機鹽，烘干，即使得純鈹或鈹合金的表面獲得微弧氧化陶瓷膜層。本發(fā)明獲得具有相當厚度的、均勻致密的表面陶瓷氧化膜層。

技術領域

本發(fā)明屬于輕金屬表面處理技術領域，尤其涉及一種鈹及其合金表面微弧氧化處理方法及裝置。

背景技術

鈹的密度與鎂的相似，又與鋁的化學性質相近，與鎢的剛度相當，熔點更是達1285℃，并具有非常高的熱中子散射能力，且當其在數百度溫度的來回變化時，鈹部件仍能保持原來的形狀、尺寸。這些優(yōu)異的性能使其在特殊的功能和結構材料的應用方面有較高作用，主要運用在武器系統(tǒng)、航空航天和核能等領域。而在儀表零件中，一般采用具有保護膜層的鈹材來提高鈹的應用性能。目前對于鈹材的表面處理技術主要集中于化學鍍鎳磷、化學鈍化以及陽極氧化等，而這些處理方法大多存在能耗高、耗時長以及鍍液毒性大及對于環(huán)境污染嚴重等問題。

目前，鈹及其合金的微弧氧化技術的研究尚處于空白，無相關研究報道。而且，鈹屬于粉末冶金材料，常規(guī)的微弧氧化溶液和工藝參數很難在鈹及其合金表面形成微弧氧化陶瓷層。研究發(fā)現，鈹及其合金的微弧氧化膜層存在結合強度差，局部燒蝕以及膜層粉末化、硬度低等技術問題，嚴重影響了其在航空航天領域的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種鈹及其合金表面微弧氧化處理方法及裝置，從而獲得具有相當厚度的、均勻致密的表面陶瓷氧化膜層。

本發(fā)明目的通過以下技術方案予以實現：一種鈹及其合金表面微弧氧化處理方法，所述方法包括如下步驟：將等離子體電解氧化電源的陽極與純鈹或鈹合金工件相連接，將等離子體電解氧化電源的陰極與石墨相連接，控制電解液溫度，電解液采用硅酸鹽電解液，控制等離子體電解氧化電源的電壓，通電時間為10～30min，取出，用蒸餾水清洗去除無機鹽，烘干，即使得純鈹或鈹合金的表面獲得微弧氧化陶瓷膜層。

上述鈹及其合金表面微弧氧化處理方法中，所述電解液包括硅酸鈉、強堿、硼酸、過氧化氫和去離子水。

上述鈹及其合金表面微弧氧化處理方法中，硅酸鈉為3g-10g，強堿為0.1g-1g，硼酸為1～3g，過氧化氫為2～10mL，去離子水為1000mL。

上述鈹及其合金表面微弧氧化處理方法中，所述電解液的溫度為20℃-40℃。

上述鈹及其合金表面微弧氧化處理方法中，等離子體電解氧化電源的電壓控制在400-500V，純鈹工件或鈹合金工件的電流密度在20-50mA/cm²，微弧氧化處理過程中，同時進行電磁攪拌，攪拌速度為200-400rpm。

上述鈹及其合金表面微弧氧化處理方法中，通電時間控制在15-30分鐘。

一種鈹及其合金表面微弧氧化處理裝置，包括：等離子體電解氧化電源、攪拌器、塑料槽體、石墨和純鈹工件或鈹合金工件；其中，塑料槽體中盛放有電解溶液，攪拌器、石墨和純鈹或鈹合金工件設置于塑料槽體中，石墨與等離子體電解氧化電源的陰極相連接，純鈹工件或鈹合金工件與等離子體電解氧化電源的陽極相連接。

上述鈹及其合金表面微弧氧化處理裝置中，所述電解液包括硅酸鈉、強堿、硼酸、過氧化氫和去離子水；其中，硅酸鈉為3g-10g，強堿為0.1g-1g，硼酸為1～3g，過氧化氫為2～10mL，去離子水為1000mL。