[发明专利]一种微弧氧化电解液及微弧氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微弧氧化的电解液，还涉及一种微弧氧化的方法。

背景技术

目前，轻金属材料，例如铝、镁、钛及其合金，以其重量轻、比强度高、辗性和延展性好、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。

微弧氧化技术是在传统阳极氧化的基础上发展起来的一种新型的材料表面处理技术，它突破了传统阳极氧化技术工作电压的限制，将工作区域引入到高压放电区，通过高压下电火花放电处理，利用微弧区瞬间高温烧结作用直接在金属表面原位生长陶瓷膜，该膜结构致密，与基体完全冶金结合。在轻金属材料表面进行微弧氧化获得微弧氧化膜具有很多优点：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。

为了使轻金属材料表面的微弧氧化膜具有更美观的装饰效果，希望能使微弧氧化膜具备彩色的效果。

目前，在镁合金表面仅能处理白色或深色微弧氧化膜，装饰效果较差，如在申请号为CN200610089597中公开了一种镁合金表面微弧氧化处理方法，是将镁合金放入以500-979g/L氟化钾，300-349g/L氢氧化钾，为主要成分的微弧氧化电解液中，在电压为68-80v的电压条件下对镁合金工件进行表面微弧氧化处理，得到表面具有乳白色陶瓷层的镁合金工件。

有人在研究中队经过微弧氧化处理的镁合金工件，进行表面喷涂、染色，如公开号为CN1369577A中公开了一种镁合金表面处理工艺，所述工艺为：用六偏磷酸钠20g/L硼酸钠5g/L和适量的稳定剂配制成磷酸盐体系得电解液，将镁合金放入电解槽中进行微弧氧化，微弧氧化时电压为100V，起始电流为5A/dm²，处理时间为10min，在镁合金表面形成一层10-15微米厚的陶瓷层，然后在陶瓷层上进行喷涂或染色。

这种方法虽然解决了镀层与基材之间结合力弱，镀层耐腐蚀性能差的缺陷，但是喷涂层以及着色层与微弧氧化所得到的陶瓷层之间的结合力较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中微弧氧化膜表面的着色层的附着力差，装饰效果差、工艺复杂的缺陷提供一种能够形成与基材附着力好、工艺简单的色彩微弧氧化膜的电解液，还提供一种微弧氧化的方法。

本发明提供了一种轻金属合金彩色微弧氧化的电解液，该电解液为含有磷酸盐和硅酸盐，pH值为6-12，其中电解液还包括着色剂，所述着色剂包括A、B两种组分，其中A组分包括氟化钾、氟化钠、硫酸钠中的一种或几种，B组分包括焦磷酸铜、硫酸铜中的一种或两种。

所述电解液还含有添加剂，所述添加剂为碱金属氢氧化物、络合剂、稳定剂。

另外，本发明还提供了一种利用本发明所提供的电解液对轻金属合金进行微弧氧化的方法。具体为将轻金属置于盛有电解液的电解槽中，以轻金属合金为阳极，以不锈钢为阴极，在微弧氧化的条件下使轻金属合金的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。

使用本发明提供的电解液和电解方法对轻金属合金进行微弧氧化，能够在镁合金表面生成光滑、致密的彩色氧化膜，其具有良好的耐腐蚀、耐脏污的能力，能够保护镁合金表面，并且具有良好的外观。

根据本发明提供的微弧氧化的电解液以及微弧氧化的方法，可以使得镁合金材料的微弧氧化膜获得彩膜层，而且颜色很均匀，使得镁合金产品具有美观的装饰效果。同时，轻金属合金材料表面获得的微弧氧化膜的耐污性和致密性均很好，而且，大大提升了轻金属合金的附加值和实际使用价值。

具体实施方式

本发明提供的彩色微弧氧化的电解液为含有磷酸盐和硅酸盐的水溶液，且电解液的pH值为6.0-12.0，其中，所述电解液还含有着色剂，所述着色剂包括A、B两种组分，其中A组分包括氟化钾、氟化钠、硫酸钠、硼砂中的一种或几种，B组分包括焦磷酸铜和/或硫酸铜。

电解液还含有添加剂，所述添加剂为碱金属氢氧化物、络合剂、稳定剂。

其中，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。络合物为乙二胺四乙酸、酒石酸钾钠、柠檬酸钠中的一种或几种。稳定剂为丙三醇、乙二醇中的一种或几种。