[发明专利]一种用于轻金属微弧氧化的电解液及微弧氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于轻金属微弧氧化的电解液，还涉及一种使用该电解液对轻金属进行微弧氧化的方法。

背景技术

目前，轻金属材料，例如铝及铝合金，镁、钛及其合金，以其重量轻、比强度高、辗性、延展性好、易于加工的特点广泛用于航天、航空、汽车、建筑以及电子行业。但美中不足的是轻金属的表面质软、不耐磨损、不耐高温，并且尤其是铝的腐蚀电位较低，全面腐蚀比较严重。为了克服轻金属表面性能方面的缺陷，扩大应用范围，延长使用寿命，因此需要对轻金属材料表面进行氧化，使其表面生成一层保护膜，用以解决或提高表面性能和装饰性的功能。

目前，铝材表面氧化的方法主要有：化学氧化、阳极氧化和微弧氧化等几种。微弧氧化较化学氧化和阳极氧化有很多优点：前处理简单、膜层生长速度快、硬度高、电解液不污染环境，因而微弧氧化技术的应用越来越广泛。

中国专利CN1554807A公开了一种铝合金铸件微弧氧化处理的电解溶液，该电解溶液按重量与总体积比，包括磷酸钠10g/L-20g/L，硅酸钠5g/L-10g/L，氢氧化钾1g/L-4g/L，钼酸钠10g/L-15g/L，且电解溶液的pH值为8-12。采用该电解溶液对铝合金铸件表面进行微弧氧化处理，提高了铝合金铸件表面的耐磨性。但采用该发明提供的电解溶液对铝合金进行微弧氧化后，所得到的微弧氧化膜的耐污性、耐刮性和致密性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的微弧氧化电解液使铝合金表面的微弧氧化膜耐污性、耐刮性和致密性较差的缺陷，提供一种使轻金属表面的微弧氧化膜的耐污性、耐刮性和致密性较好的用于轻金属微弧氧化的电解液。

本发明的另一个目的是提供一种使用本发明的电解液对轻金属进行微弧氧化的方法。

本发明提供了一种用于轻金属微弧氧化的电解液，该电解液为含有六偏磷酸钠和硅酸钠的水溶液，其中，该电解液还含有硫酸钴和偏钒酸铵。

本发明还提供了一种对轻金属表面进行微弧氧化的方法，该方法包括将轻金属材料置于盛有电解液的电解槽中，以轻金属材料为阳极，以不锈钢板为阴极，在微弧氧化的条件下使轻金属表面形成微弧氧化膜，其中，所述电解液为本发明提供的电解液。

采用本发明提供的电解液对轻金属进行微弧氧化，使在轻金属表面获得的微弧氧化膜的耐污性、耐刮性和致密性均很好，而且外观装饰性效果较好，大大提升了轻金属的附加价值，同时微弧氧化膜的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和电绝缘性均很高。

具体实施方式

本发明提供的用于轻金属微弧氧化的电解液为含有六偏磷酸钠和硅酸钠的水溶液，其中，该电解液还含有硫酸钴和偏钒酸铵。

根据本发明提供的电解液，电解液中所含有的六偏磷酸钠和硅酸钠作为微弧氧化的主成膜剂，是形成微弧氧化膜的主要成分。

根据本发明提供的电解液，在优选情况下，在电解液中，作为添加剂的硫酸钴的含量为0.1-10克/升、更优选0.1-5克/升，偏钒酸铵的含量为1-30克/升、更优选5-20克/升。

根据本发明提供的电解液，在优选情况下，所述添加剂还可以含有钨酸钠、钼酸钠、丙三醇和乙二胺中的至少一种，可以提高微弧氧化膜表面的均匀性与硬度及耐污性。在电解液中，作为添加剂的钨酸钠的含量为0.1-10克/升、优选为0.2-5克/升，钼酸钠的含量为0.1-10克/升、优选为1-5克/升，丙三醇的含量为0.1-30毫升/升、优选为1-20毫升/升，以及乙二胺的含量为0.1-30毫升/升、优选为0.2-20毫升/升。

根据本发明提供的电解液，优选情况下，在电解液中，所述主成膜剂的总含量为10-150克/升、优选为20-60克/升，且作为主成膜剂的六偏磷酸钠的含量为5-100克/升、优选为5-40克/升，且硅酸钠的含量为2-100克/升、优选为5-40克/升。

根据本发明提供的电解液，优选情况下，在电解液中，所述主成膜剂还含有铝酸钠、三偏磷酸钠、硫酸钠和磷酸钠中的至少一种，铝酸钠的含量为0.1-100克/升、优选为1-40克/升，三偏磷酸钠的含量为0.1-100克/升、优选为1-40克/升，硫酸钠的含量为0.1-20克/升、优选为1-5克/升，且磷酸钠的含量为1-100克/升、优选为5-40克/升。

本发明还提供的对轻金属表面进行微弧氧化的方法包括，将轻金属材料置于盛有电解液的电解槽中，以轻金属材料为阳极，以不锈钢板为阴极，在微弧氧化的条件下使轻金属表面形成微弧氧化膜，其中，所述电解液为本发明提供的电解液。