[发明专利]镁合金微弧氧化用的纳米电解液

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理技术领域，尤其是涉及一种镁合金微弧氧化用的电解液及其微弧氧化方法。

背景技术

镁合金比重小，比强度和比刚度高，导热导电性好，同时具有良好的阻尼减震和电磁屏蔽功能，加之存储量丰富，易于回收利用，作为电子产品，如移动通讯，手提式计算机等的壳体结构件，可以替代目前被广泛使用的塑料，满足电子产品的轻、薄、小型化及高度集成化的要求，正日益得到广泛应用。特别在汽车车体上镁合金的大量应用，可以实现汽车轻质化。据测算，汽车自重减轻10％，其燃油效率可提高5.5％，由于汽车的轻质化，减少了燃料消耗，同时减少了汽车温室气体排放篁，降低了污染，在环境保护上更具有重大意义。因此，镁及镁合金已经戌为现代汽车、电子、通讯及航空航天等领域的前选材料，被誉为“二十一世纪的绿色工程材料”。但是，要进一步扩大镁含金在汽车及3C产品上的应用，必须解决镁合金的腐蚀与防护问题。镁是现有结构材料中化学活泼性最高的佥属材料，其标准电极电位为-2.37伏。在大气中表面自然形成的氧化膜疏松多孔，基本不具有保护作用。在各种环境条件下，尤其是氯离子存在时，锈及其合金的腐蚀破坏非常严重。

因此，在镁合金在使用前，一般须进行适当的表面处理，一种能够大幅提高镁合金的表面防腐和耐磨性能的镁合金微弧氧化方法及其电解液的出现很有必要了。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，在于提供一种提升镁合金耐腐蚀效果的电解液，以及能够大幅度提高镁合金的表面防腐和耐磨性能的微弧氧化方法。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种镁合金微弧氧化用的纳米电解液，以水为溶剂，包括按浓度计算的下列组分：

Na₂SiO₃    2-8g/L；KF    5-15g/L；(NaPO₃)₆    1-5g/L。

作为优选的技术方案，所述电解液还包括2-3g/L的TiO₂。

作为优选的技术方案，所述TiO₂的直径为30nm。

一种镁合金微弧氧化方法，包括以下步骤：

1)预处理：将工件研磨、抛光、脱脂、酸洗；

2)微弧氧化：配制上述的电解液，并将经过步骤1)处理后的工件该电解液内微弧氧化，所用电源为脉冲电源，电解液温度控制在15-40℃之间，时间为2-60min；

3)清洗，工件的表面即得防腐性能良好的镁合金微弧氧化涂层。

进一步的，所述步骤2)中的脉冲电源的频率范围为100-1000Hz，正、负脉冲占空比5-30％，电流密度5-40mA/cm²。

进一步的，所述步骤2)中的微弧氧化包括两步，即微弧氧化预处理和微弧氧化处理。

作为优选的技术方案，所述微弧氧化预处理的脉冲电源的频率范围为200Hz，正、负脉冲占空比10％，电流密度10mA/cm²，时间为2min。

作为优选的技术方案，所述微弧氧化处理的脉冲电源的频率范围为200Hz，正、负脉冲占空比10％，电流密度20mA/cm²，时间为20min。

本发明具有的有益效果是：(1)本发明的微弧氧化电解液，成分简单，易于控制，不含易分解成分，工艺稳定；

(2)采用本发明制得的微弧氧化复合膜厚度均匀、表面光滑、致密性好、孔隙率小，与基体结合良好，获得的微弧氧化复合膜在中性腐蚀介质中具有优良的耐蚀性能；

(3)克服了镁合金微弧氧化膜后处理封孔工艺复杂、成本高以及污染环境等缺点。

附图说明

图1为铜加速实验186h后普通AZ91D镁合金的试样表面形貌；

图2为铜加速实验186h后普通微弧氧化的试样表面形貌；

图3为铜加速实验186h后含TiO₂的微弧氧化的试样表面形貌；

图4为普通镁合金微弧氧化的陶瓷膜表面形貌；

图5为含TiO₂的镁合金微弧氧化的陶瓷膜表面形貌。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

配制电解液1，以水为溶剂，包括下列组分：