[发明专利]镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法

说明书

本发明公开镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法，(1)配制电解液；(2)镁合金表面处理；(3)以镁合金作为阳极，以石墨板作为阴极，浸泡在电解液中，采用直流脉冲电源进行微弧氧化处理，得到表面具有致密微弧氧化陶瓷膜的镁合金。本申请采用酸性电解液，这是因为能够避免“碱性电解液中大量的OH^‑为氧化膜输送大量的氧原子，进而造成氧化膜中MgO含量较高，氧化膜不致密”的问题。使得紧邻镁合金基体的表面上存在一层致密层，致密层内部没有明显的孔洞和裂纹，基体与膜层界面上也不存在裂纹与孔洞，结合较为紧密。

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理技术领域。具体地说是镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法。

背景技术

镁是一种很轻的金属元素，密度仅为1.74g/cm³，大约是铝的2/3、钛的2/5、钢的1/4。镁的标准电极电位为-2.37V，是所有结构材料中最低的，当镁与其它金属接触构成电偶对而发生电化学腐蚀时，它总是作为阳极而首先遭受破坏。镁合金具有比刚度和比强度高、能量衰减系数大并且具有良好的电磁屏蔽性等优点，广泛应用于航空、航天、交通工具、3C产品等领域。虽然镁合金置于空气或溶液中时，其表面都会形成一层很薄的氧化膜。但是这种多孔且质地较脆的膜层对基体并无很好的保护作用，很易被腐蚀性离子穿透。镁合金这种在空气中极易被腐蚀的特性，表明了必须对其进行适当的表面防腐处理后才能使用。

微弧氧化技术是一种在Al、Mg、Ti等金属或其合金表面原位生长陶瓷膜的表面处理技术。镁合金微弧氧化自致密膜具有很好的耐蚀性，同时又保证了陶瓷膜的可加工性，并且还具有表面粗糙度小，孔隙率低等特点。

虽然碱性电解液体系目前研究较多，但溶液中大量的OH^-为氧化膜输送大量的氧原子，进而造成氧化膜中MgO含量较高的问题一直没有得到改变。所以为了进一步增加镁合金微弧氧化膜的致密性，应该开发新的溶液体系。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种减少氧化膜中MgO含量的镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法，包括如下步骤：

(1)配制电解液；

(2)镁合金表面处理；

(3)以镁合金作为阳极，以石墨板作为阴极，浸泡在电解液中，采用直流脉冲电源进行微弧氧化处理，得到表面具有致密微弧氧化陶瓷膜的镁合金。

上述镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法，在步骤(1) 中，电解液的配制方法为：氟化钾放入去离子水中，搅拌溶解，然后将氟化钾溶液倒入电解槽中，添加去离子水稀释，在电解槽中加入磷酸调节溶液的pH 值，使电解槽中电解液的pH值调至2±0.1，最终氟化钾的浓度为10-15g/L。

上述镁合金在酸性电解液中微弧氧化形成自致密陶瓷膜的方法，在步骤(3) 中：在微弧氧化过程中向电解液中加入改性碱式碳酸镁微粒；改性碱式碳酸镁微粒的制备方法为：分别将硫酸镁和碳酸钠用去离子水溶解，两种溶液混合后得到混合溶液，混合溶液中Mg²⁺与CO₃^2-的物质的量之比为4:3，控制反应温度为70℃，边搅拌边加入双十八烷基二甲基氯化铵，双十八烷基二甲基氯化铵加入量为硫酸镁和碳酸钠质量之和的0.05-0.2wt％，充分反应后加入硬脂酸钠，硬脂酸钠的加入量为碱式碳酸镁理论生成质量的3-5％，升温至75℃，继续反应，反应结束后静置、冷却、过滤、洗涤、干燥，即得改性碱式碳酸镁微粒。