[发明专利]一种铝合金表面高耐蚀微弧氧化膜层的制备方法

说明书

本发明属于零件表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金表面高耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，包括配制铝合金微弧氧化溶液，铝合金产品有机除油，采用恒流‑限压控制模式进行微弧氧化，以及对膜层表面进行清洗吹干。本发明能够在铝合金外表面生成一层耐蚀性好、耐磨性高、硬度高等综合性能良好的膜层，膜层厚度可随性能要求不同而进行控制。本发明在恒流‑限压模式下进行微弧氧化，制备出的微弧氧化膜层致密度和耐腐蚀性能相对较高。本发明提出的槽液配方为弱碱性，对环境污染较小。

技术领域

本发明属于零件表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金表面高耐蚀微弧氧化膜层的制备方法。

背景技术

铝合金材料由于密度小，易加工，被广泛使用在型号产品中。近年来，型号产品高效、高可靠、长寿命设计的快速发展对关键构件在复杂环境下的耐腐蚀、耐磨损性提出了越来越高的要求。传统制造工艺多采用硬质阳极氧化技术对铝合金构件的表面进行处理，但是该技术工艺流程复杂，膜层需经过填充处理才能达到耐腐蚀的使用需求，并且填充溶液中含有六价铬离子，不符合国家环保政策的发展思路。也有部分零件通过热喷涂二氧化锆、二氧化钛膜层来提高抗磨、耐蚀性能，但是该工艺工序繁琐、效率较低且受到铝合金熔点限制工艺窗口狭窄，所制的膜层也普遍存在结合强度低、易损伤的缺陷，从而不能很好的发挥抗磨耐蚀的效能。由此可见，对传统的表面处理技术进行改进、制备高效的防腐耐磨膜层，已经成为铝合金构件在复杂环境可靠服役的关键技术瓶颈。

微弧氧化技术通过电解液与电参数的匹配调节，在微弧放电产生的瞬时高温高压作用下，在阀金属或其复合材料表面生长以基体元素氧化物为主、辅以电解液组分的陶瓷膜层。微弧氧化技术是在阳极氧化技术基础上发展起来的，具有以下特点：(1)工件表面产生弧光放电，对所生成的氧化层进行微等离子体的高温、高压处理，从而使非晶态的氧化层发生相变、优化微观结构；(2)可产生渗透氧化，即氧离子渗透到基材中，因此氧化层与基材之间存在较厚的过渡层、两者呈冶金结合，氧化层厚度远高于硬质氧化层；(3)微电弧参与反应使氧化层熔融、烧结而形成具有致密的陶瓷膜层；(4)溶液中添加的离子可参与成膜并改变膜的性能，为膜层性能调控提供了高度的灵活性。经历了局部的高温反应和熔淬过程，微弧氧化陶瓷膜硬度高、致密度高且为化学惰性，因此本征具有优异的耐磨、耐蚀性能；此外，由于陶瓷膜原位形成于基材，膜基结合强度极高，因此，该膜层是铝合金构件表面防护的理想选择。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种铝合金表面高耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，以解决如何提高微弧氧化膜层性能的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种铝合金表面高耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

S1、配制铝合金微弧氧化溶液

溶液配方为：主成膜剂Na₂SiO₃，浓度为5～8g/L；改性剂NaAlO₂，浓度为0.05～0.3g/L；导电剂KOH，浓度为1～3g/L；添加剂Na₂WO₄与Na₂EDTA，浓度分别为0.3～2g/L、0.5～3g/L；

S2、有机除油：将铝合金产品表面擦拭干净，并采用去离子水对产品进行清洗；

S3、微弧氧化：将铝合金产品放入配制好的微弧氧化溶液中进行微弧氧化，第一阶段采取恒流控制模式，第二阶段采取限压模式；

S4、微弧氧化膜层制备完毕后，采用去离子水对膜层表面进行清洗，清洗后用压缩空气吹干。

进一步地，在步骤S2中，用棉纱蘸丙酮或汽油将铝合金产品表面擦拭干净。