[发明专利]一种镁合金微弧氧化光滑黑色陶瓷膜及其制备方法

说明书

一种镁合金微弧氧化光滑黑色陶瓷膜及其制备方法，通过将镁合金用SiC砂纸打磨，然后进行除油清洗并用电吹风吹干，置于干燥器中待用；以镁合金为阳极，不锈钢薄板为阴极，将前处理后的镁合金浸泡在电解液中，采用双极性脉冲恒流模式对镁合金进行第一段和第二段共两段式微弧氧化处理，完毕后将镁合金取出用去离子水清洗，干燥后即得黑色陶瓷膜。本发明通过采用两段式微弧氧化处理，两段式电参数可以在更低的电流密度下在镁合金表面生成粗糙度更小、耐蚀性能好，黑度值小、色泽均匀且膜基结合更牢固的黑色陶瓷层，具有制备膜层质量高、制备效率高、单位能耗低等优点。

技术领域

本发明属于镁合金表面处理领域，具体是一种镁合金的光滑微弧氧化黑色陶瓷膜及其制备方法。

背景技术

镁合金是最轻的金属结构材料，具有比重轻、比强度高、减振性好，而且电磁屏蔽性强，易于回收等优点，被认为是二十一世纪最富开发和应用潜力的“绿色”材料。近年来，随着3C电子产品的迅速普及，其外壳也经历了更新换代，由原来质感较差的工程塑料逐渐发展为金属材料。在常见金属材料中，镁合金以密度小，比强度比刚度高等优点在符合3C电子产品轻便要求的同时能够提供足够的保护。但是镁的标准电极电位低（-2.36V），较易失电子而发生氧化反应，从而导致镁及镁合金的耐腐蚀性很差，在腐蚀性介质中很容易发生严重的腐蚀。众所周知，表面处理是改善镁合金耐腐蚀性能的最有效、最合理、应用最广的处理方式之一，同时也是表面装饰的常用方式。

在众多的表面强化着色技术中，阳极氧化着色技术是应用较为广泛的。但阳极氧化着色存在诸多工艺缺点：（1）阳极氧化生成的氧化膜比较脆，与基体的结合性能较差，在受力的条件下很容易脱落；在很多条件下必须用树脂或涂层进行密封，使工艺更加繁琐；（2）阳极氧化电解液往往呈酸性，对环境危害很大；（3）阳极氧化着色为两步着色，即先生成阳极氧化膜，再放置到其他电解液中进行电解着色。

微弧氧化着色技术是近年来兴起的在有色金属表面生成陶瓷层并同时达到着色目的的表面处理技术。它通过微区瞬间高温烧结作用直接把基体金属转化成氧化物陶瓷，同时在电解液添加有色盐的情况下，通过一系列电化学和化学反应， 使有色金属离子与基体相结合，最后形成彩色氧化膜层。微弧氧化一次着色存在以下优点：（1）镁合金微弧氧化有色陶瓷层与基体结合牢固，结构致密，具有很好的耐磨损、耐腐蚀、耐高温冲击和优良的电绝缘性能；（2）工艺方法简单，对环境污染少。因此它已成为研究和开发阀金属的一种新型方法，具有广阔的应用前景，代表着镁合金表面处理的最新研究方向。目前的微弧氧化都是一段式加工，即在整个微弧氧化过程中，始终保持相同的电流密度，导致微弧氧化存在一些问题。首先，目前一段式电参数微弧氧化着色技术在微弧氧化后期严重的微弧放电使得膜层粗糙，手感较差，难以达到消费者满意的水平。其次，一段式电参数微弧氧化着色技术往往产生较厚的多孔层，不但起不到保护基体的作用，反而增加膜层内应力，使得膜层结合力变差。这些问题的存在限制了该技术在3C电子领域的推广应用。因此， 开发一种保持膜层光滑且结合力好的微弧氧化表面着色技术有很强的现实应用意义。