CN106835240A - 镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法 - Google Patents

镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法 Download PDF

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鞠鹏飞
苏培博
吴超
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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/30Anodisation of magnesium or alloys based thereon

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Abstract

本发明的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法包括:在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层;对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰。本发明制备的热控耐蚀一体化膜层控热效果好、耐蚀效果好,且均匀致密,与基体结合力好。

Description

镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法
技术领域
本发明涉及材料表面处理,具体涉及一种镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法。
背景技术
镁锂合金为目前密度最小的金属材料,同时具有优异的比强度与比刚度,在航天器中,很多结构件、仪器结构等选用镁锂合金为加工原材料。
热控***为航天器的主要***之一,航天器一般采取等温化热控设计方案,以被动控制方法为主,辅以局部的主动控制措施。热控涂层为被动控制方法的主要措施之一,即将热控涂层涂覆在航天器内、外表面(包括仪器内、外表面)以调节吸收和辐射的热流,实现温度控制。
由于微弧氧化膜层具有化学稳定高以及良好的耐磨性能,在航天领域得到了广泛应用。镁锂合金微弧氧化膜层属电化学转化膜层,是镁锂合金表面处理技术中一种方法。通常,在镁锂合金表面制备微弧氧化膜层用来提高镁锂合金的耐磨性,或者作为一种表面强化手段提高镁合金的粘结性能以及与有机涂层的附着力。近年来,也有报道通过微弧氧化实现热控性能的技术,但是微弧氧化膜层属于多孔陶瓷膜层,如何在保证其热控性能不变的情况下,提高其耐蚀性能,尚未见报道。全氟硅烷表面修饰是采用化学的方法,在金属表面形成一层透明有机膜层,通常是用来制备超疏水膜层,但是在热控微弧氧化膜层表面进行全氟硅烷修饰,从而提高其耐蚀性能,尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,通过在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层,对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰,提高镁锂合金的热控和耐蚀性能。
为了达到上述的目的,本发明提供一种镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,包括:在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层;对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰。
上述镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其中,所述在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层,电解液由以下成分组成:硅酸钠10-15g/L,氢氧化钾2-5g/L,氟化钠0.5-2g/L,氟锆酸钾1-20 g/L, 络合剂 1-50g/L。
上述镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其中,所述在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层,工艺参数如下:电流密度4-6A/dm2,频率400-600Hz,占空比30-50%,时间40-90min,温度10-15℃。
上述镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其中,所述对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰,工艺参数如下:浓度:10~30 vt.%,修饰时间:1~10min。
上述镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其中,对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰之后,进行固化处理,工艺参数如下:升温速度:45-55℃/h,温度:150±5℃,固化时间:60-100min。
本发明的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法创造性地提出了在镁锂合金产品表面微弧氧化制备热控膜层,然后通过全氟烷烃表面修饰处理,实现了热控耐蚀一体化膜层的制备,该热控耐蚀一体化膜层控热效果好、耐蚀效果好,且均匀致密,与基体结合力好。
具体实施方式
以下对本发明的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法作进一步的详细描述。
本发明较佳实施例的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法工艺流程如下:
氧化前检查→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→纯水洗→微弧氧化→纯水洗→表面修饰→纯水洗→固化。
在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层之前,先对镁锂合金表面进行氧化前处理,该氧化前处理包括氧化前检查、有机溶剂除油、化学除油、热水洗、纯水洗;在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层之后,用纯水清洗热控微弧氧化膜层,再对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰。
现对工艺流程中主要工序进行详细说明。
1)有机溶剂除油
采用航空汽油、丙酮进行除油,纯水冲洗后转下道工序。
2)化学除油
化学除油工序如表1所示,除油溶液成分由碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠和表面活性剂组成。
1 化学除油工序
30--60g/L
20--30g/L
40--60 g/L
表面活性剂 少许
温度 70-80℃
时间 5-10min
3)微弧氧化
在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层,其电解液由以下成分组成:硅酸钠10-15g/L,氢氧化钾2-5g/L,氟化钠0.5-2g/L,氟锆酸钾1-20 g/L, 络合剂 1-50g/L。
工艺参数如下:电流密度4-6A/dm2,频率400-600Hz,占空比30-50%,时间40-90min,温度10-15℃。
4)表面修饰
对热控微弧氧化膜层进行表全氟烷烃表面修饰,操作条件如下:
全氟烷烃浓度:10~30 vt.% ,
温度: 25±5℃ ,
修饰时间: 1~10 min 。
5)固化
对全氟烷烃表面修饰后的热控微弧氧化膜层进行固化处理,操作条件如下:
升温速度:50℃/h ,
温度:150±5℃ ,
固化时间:1h 。
试验表明,本发明制备的热控耐蚀一体化膜层,其发射率(εH)不低于0.86,太阳吸收率(αs)不大于0.35,耐盐雾性能不低于480小时,且该热控耐蚀一体化膜层均匀致密,与基体结合力好。

Claims (5)

1.镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其特征在于,包括:
在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层;
对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰。
2.如权利要求1所述的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其特征在于,所述在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层,电解液由以下成分组成:硅酸钠10-15g/L,氢氧化钾2-5g/L,氟化钠0.5-2g/L,氟锆酸钾1-20 g/L, 络合剂 1-50g/L。
3.如权利要求1所述的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其特征在于,所述在镁锂合金表面制备热控微弧氧化膜层,工艺参数如下:电流密度4-6A/dm2,频率400-600Hz,占空比30-50%,时间40-90min,温度10-15℃。
4.如权利要求1所述的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其特征在于,所述对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰,工艺参数如下:浓度:10~30 vt.%,修饰时间:1~10min。
5.如权利要求1所述的镁锂合金热控耐蚀一体化膜层制备方法,其特征在于,对热控微弧氧化膜层进行全氟烷烃表面修饰之后,进行固化处理,工艺参数如下:升温速度:45-55℃/h,温度:150±5℃,固化时间:60-100min。
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