[發明專利]一種陽極氧化電解液、用途、鈦合金結構及陽極氧化方法

在審

• 申請號: 201911063249.6
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110894619A
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 吳量;劉磊;陳玉安;張根;丁星星;石經緯;胡忠民;潘復生;吉建英;肯·費舍爾
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心;波音(中國)投資有限公司
• 主分類號: C25D11/26
• 分類號: C25D11/26;C23G1/14
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 鄭久興

本發明公開了陽極氧化電解液、用途、鈦合金結構及陽極氧化方法。其中，陽極氧化電解液，至少由蘋果酸、PTFE乳液和去離子水構成。陽極氧化溶液中含有蘋果酸和PTFE乳液，當采用該陽極氧化溶液對金屬進行陽極氧化處理時，會在金屬表面形成一層復合陽極氧化膜，復合陽極氧化膜能夠減小金屬的摩擦系數，進一步提高金屬的耐磨性。

技術領域

本發明涉及金屬表面處理領域，尤其是涉及一種陽極氧化電解液、用途、鈦合金結構及陽極氧化方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有重量輕，強度大，耐熱性強，耐腐蝕等許多優良性能,在航空工業領域具有重要應用。但是其耐磨性差，與其它材料連接易產生接觸腐蝕。為擴大鈦合金的應用范圍，可對其進行表面處理，使得處理后的鈦合金材料的耐腐蝕性增強。在現有的諸多鈦合金的表面處理方法中，陽極氧化處理工藝簡單，氧化膜耐磨性能、防接觸腐蝕好，在工業生產中得到廣泛應用。

但是在目前的航空工業中HB/Z 347-2002，鈦合金陽極氧化處理液主要為硫酸/磷酸，氫氧化鈉等強酸或強堿物質，會對環境和人體造成傷害，同時加大生產廢棄物的處理難度，增加生產成本，有氫脆隱患。鑒于表面處理行業的污染現狀，開發綠色環保的陽極氧化槽液體系，成為研究的新方向。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種陽極氧化電解液、用途、鈦合金結構及陽極氧化方法，該陽極氧化溶液中含有蘋果酸和PTFE乳液，當采用該陽極氧化溶液對金屬進行陽極氧化處理時，會在金屬表面形成一層復合陽極氧化膜，復合陽極氧化膜能夠減小金屬的摩擦系數，進一步提高金屬的耐磨性。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明的第一方面提供了一種陽極氧化溶液，至少由蘋果酸、PTFE乳液和去離子水構成。

進一步地，蘋果酸的濃度為15g/L～50g/L。

進一步地，PTFE乳液的濃度為5ml/L～15ml/L。

根據本發明的第二方面，還提供了一種陽極氧化溶液的用途，用于對鈦合金進行陽極氧化處理。

根據本發明的第三方面，還提供了一種鈦合金陽極氧化方法，包括：將鈦合金清洗5～10min；將清洗后的鈦合金放入除油液中進行除油處理；將除油后的鈦合金放入第一方面的陽極氧化溶液中60min～90min進行陽極氧化處理。

進一步地，將鈦合金清洗5～10min步驟包括：將鈦合金置于丙酮溶液中超聲清洗5～10min；用蒸餾水沖洗1～3次。

進一步地，所述除油液為硅酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉和去離子水的混合物。

進一步地，除油液中硅酸鈉的濃度為10g/L-30g/L；和/或所述除油液中碳酸鈉的濃度為10g/L-30g/L；和/或所述除油液中氫氧化鈉的濃度為20g/L-50g/L。

進一步地，將清洗后的鈦合金放入除油液中進行除油處理的步驟包括：將清洗后的鈦合金放入60℃的除油液中20min；流動熱水洗；流動冷水洗。

進一步地，所述陽極氧化處理的條件包括：脈沖電源電流密度為3A/dm²～15A/dm²，脈沖頻率為1Hz～2Hz，占空比為20％～30％，溫度為10℃～30℃，攪拌速度為100r/min～300r/min，陰極為不銹鋼；陽極陰極面積比不大于1:2。

根據本發明的第四方面，還提供了一種鈦合金結構，其表面設有復合氧化膜，所述氧化膜包括氧化鈦和聚四氟乙烯PTFE。

進一步地，所述氧化膜的摩擦系數為0.1～0.2。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案具有如下有益的技術效果：