[发明专利]一种镁合金微弧氧化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合金加工技术领域，尤其涉及一种镁合金微弧氧化工艺。

背景技术

镁是常用有色金属之一，其蕴藏量丰富，在地壳中的含量达到2.1-2.7％，在所有元素中居第六位，是仅次于铝、铁、钙居第四位的金属元素。纯的金属镁作为结构材料应用的很少，在纯镁中加入Al、Zn、Li、Mn和稀土等元素组成的镁合金具有较高的强度，是常用结构材料中最轻的金属。

尽管有着丰富的储量和优异的物理及力学性能，作为结构材料获得广泛的应用，必须解决镁及其合金不耐腐蚀这个瓶颈问题。镁及其合金是非常活泼的金属，标准电极电位很低(镁的标准电极电位为-2.37V)，耐腐蚀性比较差。在常温下，镁与空气中的氧反应形成疏松的MgO薄膜，其PB值为0.79<1，不能有效地保护基体。

微弧氧化(MAO-Micro-arc Oxidation)技术是一种在金属表面原位生长陶瓷层的表面处理技术，它利用微小区域电弧放电产生瞬间局部高温，使金属表面氧化为金属氧化物陶瓷，从而达到表面改性的目的。

微弧氧化膜层分为致密层和疏松层，膜层与基体的交界面犬牙交错，呈微区冶金结合。内层结构致密均匀，没有气孔，缺陷较少，为晶态氧化物和非晶态的微晶混合膜层，外层是疏松层包括较多较大的气孔，有明显的缺陷。膜层表面呈溶融冷却状，上面有孔，但孔不是贯穿的，孔径的大小、疏密取决于溶液成分及其浓度、氧化时间、击穿电压等因素。孔既是放电通道，又是水溶液中的氧或氢氧根离子生成氧气的气体通道。表面粗糙度本质上与基体合金无关，主要取决于氧化时间，也受电流密度、沉积速率的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种镁合金微弧氧化工艺，能够使得得到的镁合金表明均匀光滑明亮，可以用于手机壳和笔记本电脑壳。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种镁合金微弧氧化工艺，包括：

(1)对镁合金表面进行预处理，除去表面污垢；

(2)对镁合金进行微弧氧化处理，所述镁合金为正极，不锈钢为阴极，微弧氧化选择恒压模式，正电压为410-450V，负电压为0，频率为600-900Hz，占空比为15-30％，氧化时间为20-50min，电解液为碱性硅酸盐，电解液温度控制在20-40℃；

(3)微弧氧化结束，打磨抛光；

(4)清洗镁合金并干燥。

优选的，所述镁合金为铝镁合金。

进一步优选的，所述铝镁合金组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％，Fe 0.001-0.01％，S 0.005-0.015％，Zr 0.005-0.015％，余量的Mg。

优选的，所述预处理为：将镁合金表面打磨，经去离子水清洗，再经丙酮清洗，干燥。

优选的，步骤(2)中微弧氧化正电压为420-440V，优选430V。

优选的，步骤(2)中微弧氧化频率为650-750Hz，优选700Hz。

优选的，步骤(2)中微弧氧化占空比为15-25％，优选20％。

优选的，所述电解液包括：硅酸钠10-20g/L，氟化钾10-15g/L，氢氧化钠1-5g/L。

本发明的微弧氧化工艺制备得到铝镁合金膜层，其膜层致密，微弧氧化产生的微裂纹缺陷较少，经过打磨抛光后，这些缺陷会进一步消失。微弧氧化过程中的高温高压烧结作用，将非晶态的MgO转变成立方结构的MgO，这使得陶瓷层拥有较好的致密性对于提高膜层的耐蚀性、硬度均有好处。

附图说明

图1是本发明微弧氧化装置示意图。

附图标记说明：1.电源，2.冷水浴，3.辅助电极，4.电解液，

5.工作电极，6.温度计，7.搅拌器。

图2是本发明制备工艺得到的镁合金微弧氧化膜的SEM形貌图。

图3是本发明制备工艺得到的镁合金微弧氧化膜的XRD谱图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种镁合金微弧氧化工艺，包括：

(1)对镁合金表面进行预处理，将镁合金表面打磨，经去离子水清洗，再经丙酮清洗，干燥，除去表面污垢；