[发明专利]一种镁锂合金表面提高耐磨耐蚀性微弧氧化复合处理方法

说明书

一种镁锂合金表面提高耐磨耐蚀性微弧氧化复合处理方法，将处理过的镁锂合金样品浸入复合电解液中，搅拌并冷却，用微弧氧化电源设备对镁合金进行氧化处理，将经过预处理后的镁锂合金样品作为阳极，不锈钢电解池兼作阴极，在镁合金微弧氧化过程中实现一步原位封孔，从而在镁合金表面获得低空隙和高耐蚀耐磨性的微弧氧化复合陶瓷膜；得到的复合膜层具有硬度更高，绝缘性能更好，耐腐蚀性能、耐磨性能和抗氧化性能更强的特点。

技术领域

本发明属于镁合金表面处理技术，具体涉及一种镁锂合金表面提高耐磨耐蚀性微弧氧化复合处理方法，在镁锂合金表面进行微弧氧化和原位封孔复合工艺，获得低空隙、高耐蚀性、高耐磨性的陶瓷复合膜。

背景技术

镁锂合金是目前密度最小的合金，具有很高的比刚度、比强度和优良的抗震性能，抗高能粒子穿透性能。由于镁锂合金的密度远小于新型航空用铝锂合金，因此镁锂合金结构材料在航空航天、兵器工业、汽车、3C产品、医疗器械相关领域具有广泛的发展前景。轻量化材料和器件的发展是解决能源短缺的重要措施之一。镁合金的低密度、储量大以及优良的综合性能使其成为当下最有发展前景的新型工程材料，而镁锂合金超轻合金易加工变形并且密度低，在大量的工业领域里将会发挥较大的作用，特别是在航空航天和电子工业等方面更加受到人们的青睐。但是镁锂合金的化学和电化学活性高，耐蚀性能极差。在大气中镁锂合金零件表面生成的氧化膜疏松多孔，极易发生大气腐蚀和接触腐蚀。此外，镁锂合金质地柔软，硬度较低，表面出较差的耐磨性，这些都大大限制了其在民用和国防领域的应用。

尽管国内外通过合金化以及使用高纯合金使得其耐蚀性得到了一定程度上的提高，但仍不能满足实际工况对镁锂合金制品性能的要求，镁锂合金的表面处理能够以经济有效的方式改变膜层的表面形态和组成，起到良好的耐磨耐腐蚀作用，提供长期有效的保护，为其商业化应用奠定了基础。因此选择不同表面处理工艺提高耐蚀性，仍是目前镁锂合金制品在进入实际应用前的必要工序。镁合金的表面处理方法目前常用的主要有化学处理、阳极氧化和金属镀层(电镀、化学镀),其它处理方法有扩散处理、激光表面合金改性、气相沉积、有机涂层、热喷涂和微弧氧化等。在众多表面处理工艺中，微弧氧化(micro arcoxidation,MAO)是在阳极氧化基础上发展起来的一项表面处理技术，其对设备要求较低，电解液无污染，而且所生成膜层与基体的结合力强，尺寸变化小，使镁合金耐磨损、耐腐蚀、抗热冲击及绝缘性能都得到了很大改善。然而在微弧氧化氧化的处理过程中，试样表面通常会有持续激烈的火花放电和大量的气泡析出，致使陶瓷层中形成微孔和微裂纹，从而导致耐蚀、耐磨效果受到限制，因此，必须对微弧氧化膜进行封孔后处理。

现有的技术和工艺大多采用微弧氧化后处理来尽量封闭这些微孔和缺陷。然而通过这些后处理获得的封孔膜层大多会显著改变镁合金微弧氧化膜层原有的优异特性，同时这些后处理封孔工艺大多存在工艺复杂、成本高、以及污染环境等方面的问题。因此，开发一种新技术能够在获得微弧氧化膜层的过程中，也同时能够达到原位一步封孔的效果，将会极大地推动微弧氧化技术在镁锂合金关键零部件表面防护方面的实际推广应用。

发明内容

为了解决现有镁锂合金微弧氧化膜层后处理封孔工艺的上述缺点，本发明的目的在于提出一种镁锂合金表面提高耐磨耐蚀性微弧氧化复合处理方法，在镁合金微弧氧化过程中实现一步原位封孔，从而在镁合金表面获得低空隙和高耐蚀耐磨性的微弧氧化复合陶瓷膜；通过将SiC这种具有高强度，高硬度，良好的抗氧化性能的颗粒引入到镁锂合金表面的微弧氧化处理中，将SiC颗粒直接加入到微弧氧化电解液中，利用SiC颗粒在微弧氧化膜层中的吸附和微孔的机械捕获作用，以及微弧氧化过程中的弧光放电产生的瞬时高温高压将SiC颗粒锻烧固化，最终实现原位封孔效果，获得致密的微弧氧化复合膜层。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种镁锂合金表面提高耐磨耐蚀性微弧氧化复合处理方法，包括以下步骤：