CN102808210A - 一种微弧氧化的表面处理方法及其制品 - Google Patents
一种微弧氧化的表面处理方法及其制品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102808210A CN102808210A CN2012102946146A CN201210294614A CN102808210A CN 102808210 A CN102808210 A CN 102808210A CN 2012102946146 A CN2012102946146 A CN 2012102946146A CN 201210294614 A CN201210294614 A CN 201210294614A CN 102808210 A CN102808210 A CN 102808210A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arc oxidation
- differential arc
- magnesium
- treatment method
- oxidation treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
本发明提供了一种适用于镁及其合金表面的微弧氧化处理方法及经处理所得的镁合金制品，通过对特定的MB3镁合金的微弧氧化处理进行了细致深入的研究，从前处理、微弧氧化处理以至于后处理的每一个步骤和细节都进行了大量反复的摸索研究，获得了适合MB3镁合金的最优的工艺，在保证效率和成膜质量的前提下，大大降低了处理的能耗和污染，结果表明，经本发明微弧氧化处理工艺得到的镁合金表面生成了致密均匀、与镁合金基体结合紧密的陶瓷氧化膜层，耐腐蚀性能大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及轻合金的表面处理技术领域，具体的说是一种轻合金表面的微弧氧化处理方法以及经处理所得的轻合金制品，尤其是一种镁合金表面的微弧氧化处理方法以及经处理所得的镁合金制品。
背景技术
微弧氧化是近几年在国内外新兴的一种轻合金表面处理技术，它是将被处理的基体金属放置在特定的电解液中，利用电化学方法在基体表面产生微弧放电现象，在等离子体化学、热化学和电化学等的共同作用下，通过微区瞬间高温烧结作用直接把基体金属表面变成氧化物陶瓷膜层。与其他表面处理方法一如传统的阳极氧化相比，微弧氧化具有以下独特的优点：例如氧化物膜层中既含有高温稳定相，又含有一定量的非晶相，从而使得膜层具有优异的强韧性配合以及耐磨、耐蚀、抗氧化等性能；采用的电解液大多不含有毒物和重金属元素，是典型的清洁环保的处理方法；工艺简单，处理时无需气体或真空保护，处理温度较传统的阳极氧化低；处理后基体金属尺寸变形小。
由于微弧氧化的诸多优点，其很快在世界范围内成为了研究热点，特别是用于提高硬度、韧性、耐磨性及耐蚀性都相对较差的轻金属或其合金。这其中，主要的研究对象是铝及其合金的微弧氧化技术，而对于其他轻合金及其金属的研究还处于起步探索阶段，未有***和深入的研究。
镁合金具有密度低、能量衰减系数大、电磁屏蔽效果好、比强度及比弹性模量高等众多优点，是一种超轻型、性能优良的环保型工程材料，被誉为21世纪理想的电子制品壳体材料。但镁是极活泼的金属，标准电极电势较低，化学活性极高，在一般环境中会受到严重地腐蚀，即使在室温下也会在空气中发生氧化，生成的自然氧化膜疏松多孔，耐蚀性较差，此外，镁的质地较软、耐磨性也较，这些问题都极大地限制了镁合金的广泛应用。
而采用新兴的微弧氧化技术对镁合金的表面进行处理，以获得陶瓷氧化膜层，无疑是解决上述问题的有效途径。本发明正是基于上述考虑，对于镁合金的微弧氧化技术进行了细致深入的研究，对各个处理步骤以及各个工艺参数都进行了大量地、***地研究，以期获得最适于镁合金的微弧氧化处理工艺，同时，克服现有微弧氧化陶瓷层存在的固有的由于多孔状结构所导致的致密性、均匀性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，从而获得具有相当厚度的、均匀致密的表面陶瓷氧化膜层。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案是：
一种镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于包括如下步骤：
第一，将基体金属进行喷砂处理，除去表面油污，随后采用砂纸打磨，采用500#-2000#由粗到细的打磨顺序，直至表面无划痕；
第二，采用碱性溶液进行深脱脂处理，深脱脂后采用蒸馏水清洗备用；
第三，在碱性电解液中进行微弧氧化处理，其中采用逐渐升高电压的方法，终止电压控制在300-370V，电流密度在30mA/cm2以下，微弧氧化处理时间大于20分钟，电解液的温度维持在小于40℃；
第四，将微弧氧化处理后的金属用蒸馏水清洗后再进行热风干燥，从而得到最终的镁合金制品。
优选的，所述的微弧氧化处理所针对的是MB3镁合金，MB3镁合金质量轻、刚性好、具有一定的耐蚀性和尺寸稳定性，抗冲击、耐磨、衰减性能等力学性能均十分优异；另外还有高的导热和导电性能，无磁性、屏蔽性好和无毒易回收等特点，是镁合金中适用广泛的一种。然而目前对其进行的微弧氧化研究很有限，本发明正是基于MB3镁合金的特点对其微弧氧化进行了详尽***的研究，以开发一种适合其使用的微弧氧化处理工艺。
优选的，所述的深脱脂处理采用的碱性溶液的包括：130-200g/L的KOH、130-200g/L的NaOH，二者比例为1∶1，甲氧基异丁酸烷基酯15-20g/L，二甲基氧化胺35-40g/L。采用上述碱性溶液进行深脱脂处理的脱脂效果优异，所得的陶瓷氧化层也更为致密均匀。
优选的，所述微弧氧化处理的碱性电解液的组成为：200-300g/L的KOH，25-30g/L的柠檬酸三钠，160-180g/L的磷酸钠，50-70g/L的氟化钠，20-30g/L的氟化氢铵，40-70g/L的偏铝酸钠，1-5g/L的硝酸铈和或硝酸镧，余量为水。上述碱性电解液几乎不含有毒有害物质，其浓度及电解液的导电率适中，使用寿命长，成膜速度和成膜质量良好，采用上述碱性电解液进行微弧氧化处理后，镁合金表面的陶瓷氧化膜层致密均匀，孔径细小。
优选的，所述微弧氧化处理时，终止电压控制在320-340V，电流密度在15-20mA/cm2以下，电解液的温度维持在25-30℃，处理时间控制在25-30分钟，微弧氧化处理过程中，同时进行电磁搅拌，搅拌速度为300-400rpm。采用上述工艺参数进行微弧氧化处理，不仅有效降低了处理过程中的能耗和污染，同时在最高程度上提高了成膜效率、保证了成膜质量。
优选的，在微弧氧化处理后，进一步包括封孔后处理步骤，所述封孔后处理是将微弧氧化处理后的镁合金制品浸渍在配置好的硅酸钠溶液中放于密闭容器中，使用小型真空泵抽真空，至5mbar，持续30-40分钟，将制品取出后，悬挂于干燥炉内，进行固化。
本发明的优点是：对特定的MB3镁合金的微弧氧化处理进行了细致深入的研究，从前处理、微弧氧化处理以至于后处理的每一个步骤和细节都进行了大量反复的摸索研究，获得了适合MB3镁合金的最优的工艺，在保证效率和成膜质量的前提下，大大降低了处理的能耗和污染。
附图说明
图1是本发明中经表面处理后的镁合金表面微观组织形貌；
图2是本发明中经表面处理后的镁合金陶瓷氧化膜层界面微观组织形貌；
图3是本发明中陶瓷氧化膜层的化学成分分析。
具体实施方式
下面，通过发明人总结的最优的实施例对本发明进行详细说明。
第一，将MB3基体镁合金进行喷砂处理，除去表面油污，随后采用砂纸打磨，采用500#-2000#由粗到细的打磨顺序，直至表面无划痕；
第二，采用碱性溶液进行深脱脂处理，深脱脂后采用蒸馏水清洗备用；所述的深脱脂处理采用的碱性溶液的包括：150g/L的KOH、15g/L的NaOH，二者比例为1∶1，18g/L甲氧基异丁酸烷基酯，35g/L二甲基氧化胺；
第三，在碱性电解液中进行微弧氧化处理，其中采用逐渐升高电压的方法，终止电压控制在330V，电流密度在大约16mA/cm2左右，微弧氧化处理时间28分钟，电解液的温度维持在27℃；所述微弧氧化处理的碱性电解液的组成为：240g/L的KOH，26g/L的柠檬酸三钠，170g/L的磷酸钠，55g/L的氟化钠，25g/L的氟化氢铵，50g/L的偏铝酸钠，2g/L的硝酸铈和/或硝酸镧，余量为水；微弧氧化处理过程中，同时进行电磁搅拌，搅拌速度为300rpm；
第四，将微弧氧化处理后的镁合金制品浸渍在配置好的硅酸钠溶液中放于密闭容器中，使用小型真空泵抽真空，至5mbar，持续35分钟，将制品取出后，悬挂于干燥炉内，进行固化；
第五，将微弧氧化处理后的金属用蒸馏水清洗后再进行热风干燥，从而得到最终的镁合金制品。
由图1-3可知，经本发明微弧氧化表面处理后的镁合金，其表面生成的陶瓷氧化膜层均匀致密，与镁合金基体结合紧密，膜层厚度最高可达约97μm，耐腐蚀性能大大提高。
Claims (7)
1.一种镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于包括如下步骤：
第一，将基体金属进行喷砂处理，除去表面油污，随后采用砂纸打磨，采用500#-2000#由粗到细的打磨顺序，直至表面无划痕；
第二，采用碱性溶液进行深脱脂处理，深脱脂后采用蒸馏水清洗备用；
第三，在碱性电解液中进行微弧氧化处理，其中采用逐渐升高电压的方法，终止电压控制在300-370V，电流密度在30mA/cm2以下，微弧氧化处理时间大于20分钟，电解液的温度维持在小于40℃；
第四，将微弧氧化处理后的金属用蒸馏水清洗后再进行热风干燥，从而得到最终的镁合金制品。
2.一种如权利要求1所述的镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于：所述的微弧氧化处理针对的是MB3镁合金。
3.一种如权利要求1所述的镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于：所述的深脱脂处理采用的碱性溶液的包括：130-200g/L的KOH、130-200g/L的NaOH，二者比例为1∶1，甲氧基异丁酸烷基酯15-20g/L，二甲基氧化胺35-40g/L。
4.一种如权利要求1所述的镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于：所述微弧氧化处理的碱性电解液的组成为：200-300g/L的KOH，25-30g/L的柠檬酸三钠，160-180g/L的磷酸钠，50-70g/L的氟化钠，20-30g/L的氟化氢铵，40-70g/L的偏铝酸钠，1-5g/L的硝酸铈和或硝酸镧，余量为水。
5.一种如权利要求1所述的镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于：所述微弧氧化处理时，终止电压控制在320-340V，电流密度在15-20mA/cm2以下，电解液的温度维持在25-30℃，处理时间控制在25-30分钟，微弧氧化处理过程中，同时进行电磁搅拌，搅拌速度为300-400rpm。
6.一种如权利要求1所述的镁及其合金表面的微弧氧化处理方法，其特征在于：在微弧氧化处理后，进一步包括封孔后处理步骤，所述封孔后处理是将微弧氧化处理后的镁合金制品浸渍在配置好的硅酸钠溶液中放于密闭容器中，使用小型真空泵抽真空，至5mbar，持续30-40分钟，将制品取出后，悬挂于干燥炉内，进行固化。
7.一种利用权利要求1-6所述的镁及其合金表面的微弧氧化处理方法所制备得到的镁合金制品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210294614.6A CN102808210B (zh) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 一种微弧氧化的表面处理方法及其制品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210294614.6A CN102808210B (zh) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 一种微弧氧化的表面处理方法及其制品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102808210A true CN102808210A (zh) | 2012-12-05 |
| CN102808210B CN102808210B (zh) | 2015-04-22 |
Family
ID=47232077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210294614.6A Expired - Fee Related CN102808210B (zh) | 2012-08-17 | 2012-08-17 | 一种微弧氧化的表面处理方法及其制品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102808210B (zh) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103147109A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-12 | 西北工业大学 | 一种铝合金微弧氧化膜层封闭方法 |
| CN103421997A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-12-04 | 山东大学 | 一种可降解Mg-Zn-Si-Ca镁基生物陶瓷复合植入体材料及其制备方法 |
| CN103469280A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 重庆研镁科技有限公司 | 镁合金微弧氧化电解液及利用该电解液对镁合金表面黑色陶瓷化处理的工艺 |
| CN103526251A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-22 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种具有光催化功能的微弧氧化膜层的制备方法 |
| CN104131324A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-11-05 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种内燃机的铝合金活塞 |
| CN104651908A (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-27 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种镁合金表面陶瓷膜层的制备方法及封孔方法 |
| CN106112818A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 重庆铁马工业集团有限公司 | 一种金属零部件去污工艺 |
| CN106521602A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-22 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 镁合金表面复合陶瓷膜层的制备方法 |
| CN107779930A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 昆山汉鼎精密金属有限公司 | 镁合金包胶产品的表面装饰方法及其成型品 |
| CN107829125A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-03-23 | 深圳瑞之谷医疗科技有限公司 | 一种加热用基板、加热板、湿化器及其加工方法 |
| CN107904647A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-13 | 北京石油化工学院 | 一种镁合金表面微弧氧化陶瓷层封孔剂及封孔方法 |
| CN112064091A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-11 | 广东机电职业技术学院 | 一种微弧氧化膜层的封孔方法 |
| CN112410848A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 华孚精密科技(马鞍山)有限公司 | 一种防止镁件包胶时受到污染的方法 |
| CN115478269A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-16 | 山西聚星辰新材料科技有限公司 | 一种柔性铝基陶瓷绝缘箔材制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1408293A (zh) * | 2002-08-30 | 2003-04-09 | 隆鑫集团有限公司 | 镁合金安全帽或头盔及其制备方法 |
| CN101092694A (zh) * | 2007-08-15 | 2007-12-26 | 李克清 | 镁合金的表面处理方法 |
| CN101634044A (zh) * | 2009-09-01 | 2010-01-27 | 李扬德 | 一种镁合金表面磷化和微弧氧化复合处理方法 |
| CN101705513A (zh) * | 2009-11-04 | 2010-05-12 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种镁合金微弧氧化复合添加剂 |
| US20110114497A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Kc Chemical Co., Ltd. | Method for surface treatment of magnesium or magnesium alloy by anodization |
-
2012
- 2012-08-17 CN CN201210294614.6A patent/CN102808210B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1408293A (zh) * | 2002-08-30 | 2003-04-09 | 隆鑫集团有限公司 | 镁合金安全帽或头盔及其制备方法 |
| CN101092694A (zh) * | 2007-08-15 | 2007-12-26 | 李克清 | 镁合金的表面处理方法 |
| CN101634044A (zh) * | 2009-09-01 | 2010-01-27 | 李扬德 | 一种镁合金表面磷化和微弧氧化复合处理方法 |
| CN101705513A (zh) * | 2009-11-04 | 2010-05-12 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种镁合金微弧氧化复合添加剂 |
| US20110114497A1 (en) * | 2009-11-18 | 2011-05-19 | Kc Chemical Co., Ltd. | Method for surface treatment of magnesium or magnesium alloy by anodization |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王九等: "《石油产品添加剂基础知识》", 31 October 2009, article "成膜剂" * |
| 黄伯云等: "《中国材料工程大典 第4卷 有色金属材料工程》", 31 January 2006, article "喷砂" * |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103147109A (zh) * | 2013-03-26 | 2013-06-12 | 西北工业大学 | 一种铝合金微弧氧化膜层封闭方法 |
| CN103421997A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-12-04 | 山东大学 | 一种可降解Mg-Zn-Si-Ca镁基生物陶瓷复合植入体材料及其制备方法 |
| CN103421997B (zh) * | 2013-08-30 | 2015-12-02 | 山东大学 | 一种可降解Mg-Zn-Si-Ca镁基生物陶瓷复合植入体材料及其制备方法 |
| CN103469280A (zh) * | 2013-09-24 | 2013-12-25 | 重庆研镁科技有限公司 | 镁合金微弧氧化电解液及利用该电解液对镁合金表面黑色陶瓷化处理的工艺 |
| CN103526251A (zh) * | 2013-10-15 | 2014-01-22 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种具有光催化功能的微弧氧化膜层的制备方法 |
| CN104651908A (zh) * | 2013-11-25 | 2015-05-27 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 一种镁合金表面陶瓷膜层的制备方法及封孔方法 |
| CN104131324A (zh) * | 2014-08-12 | 2014-11-05 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 一种内燃机的铝合金活塞 |
| CN106112818A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-16 | 重庆铁马工业集团有限公司 | 一种金属零部件去污工艺 |
| CN107779930A (zh) * | 2016-08-31 | 2018-03-09 | 昆山汉鼎精密金属有限公司 | 镁合金包胶产品的表面装饰方法及其成型品 |
| CN106521602A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-22 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 镁合金表面复合陶瓷膜层的制备方法 |
| CN106521602B (zh) * | 2016-10-25 | 2018-11-20 | 中国兵器科学研究院宁波分院 | 镁合金表面复合陶瓷膜层的制备方法 |
| CN107829125A (zh) * | 2016-11-11 | 2018-03-23 | 深圳瑞之谷医疗科技有限公司 | 一种加热用基板、加热板、湿化器及其加工方法 |
| CN107904647A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-04-13 | 北京石油化工学院 | 一种镁合金表面微弧氧化陶瓷层封孔剂及封孔方法 |
| CN112410848A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 华孚精密科技(马鞍山)有限公司 | 一种防止镁件包胶时受到污染的方法 |
| CN112064091A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-12-11 | 广东机电职业技术学院 | 一种微弧氧化膜层的封孔方法 |
| CN112064091B (zh) * | 2020-08-21 | 2021-10-26 | 广东机电职业技术学院 | 一种微弧氧化膜层的封孔方法 |
| CN115478269A (zh) * | 2022-10-11 | 2022-12-16 | 山西聚星辰新材料科技有限公司 | 一种柔性铝基陶瓷绝缘箔材制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102808210B (zh) | 2015-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102808210B (zh) | 一种微弧氧化的表面处理方法及其制品 | |
| CN104651908B (zh) | 一种镁合金表面陶瓷膜层的制备方法及封孔方法 | |
| CN100464007C (zh) | 钕铁硼永磁材料表面梯度功能涂层制备方法 | |
| CN101429672A (zh) | 耐海水腐蚀的金属铝或铝合金表面处理方法 | |
| CN102080248A (zh) | 一种镁合金微弧氧化膜的制备方法 | |
| CN104178784A (zh) | 一种金属表面铜镍合金的制备方法 | |
| CN103526194A (zh) | 镁及镁合金表面硅烷化的处理方法 | |
| CN104005026A (zh) | 一种在镁合金表面制备耐腐蚀超疏水膜层的方法 | |
| CN105603424B (zh) | 一种Si改性的β‑(Ni,Pt)Al涂层及其制备方法 | |
| CN108018497A (zh) | 一种钕铁硼磁体及钕铁硼磁体表面制备铝合金镀层的方法 | |
| CN102286766A (zh) | 铝合金硬质阳极氧化膜及其工艺方法 | |
| CN102021632A (zh) | 一种铜合金表面保护膜的制备方法 | |
| CN104073849B (zh) | 一种烧结钕铁硼磁体表面电镀镍钨磷的工艺 | |
| CN109234773A (zh) | 一种镁合金表面复合涂层的制备方法 | |
| CN112680090A (zh) | 一种镁合金表面耐腐蚀自修复涂层的制备方法 | |
| CN101013628B (zh) | 一种粘接钕铁硼磁体有机封孔和阴极电泳复合表面防护技术 | |
| CN104372394A (zh) | 一种氧化物陶瓷层的制备方法 | |
| CN102400189A (zh) | 一种钕铁硼永磁材料的有机镀铝的表面处理方法 | |
| CN102899703A (zh) | 一种硅酸盐电解液及其在制备镁合金微弧氧化膜中的应用 | |
| CN105543926B (zh) | 轻合金及复合材料表面耐蚀、减磨协合涂层的制备方法 | |
| CN108642544B (zh) | 一种利用微弧氧化在镁合金表面制备氧化膜的方法 | |
| CN105839045A (zh) | 一种提高烧结钕铁硼磁体防腐性能的方法 | |
| CN100484666C (zh) | 一种粘接钕铁硼磁体无机封孔和阴极电泳复合表面防护技术 | |
| CN104152898A (zh) | 一种镁合金表面微弧氧化自组装化学镀镍涂层及其制备方法 | |
| CN111254476A (zh) | 一种纯铜表面耐蚀黑色微弧氧化膜的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150422 Termination date: 20180817 |