[发明专利]一种基于微弧氧化和激光重熔的致密性增强型陶瓷膜层的制备方法

权利要求书

1.一种基于微弧氧化和激光重熔的致密性增强型陶瓷膜层的制备方法，其特征在于基于微弧氧化和激光重熔的致密性增强型陶瓷膜层的制备方法是按以下步骤进行的：

一、基体材料的预处理：选择300^#砂纸～2000^#砂纸中的两种或者其中两种以上型号砂纸对基体材料进行逐级打磨，再将打磨后的基体材料水洗3min～5min，再用浓度为20g/L～100g/L的NaOH溶液碱洗5min～10min，将碱洗后的基体材料放入丙酮或无水乙醇中，经频率为24KHz～40KHz的超声波清洗1min～3min，最后在去离子水中清洗2min～5min后，风干或晾干，得到预处理后的基体材料；

二、配制工作液：将主成膜剂、pH值调节剂、稳定剂、着色剂和着色均匀剂加入到去离子水中，搅拌至完全溶解，得到pH为8～10的工作液；其中所述工作液中主成膜剂的浓度为5g/L～100g/L，所述工作液中稳定剂的浓度为1g/L～10g/L，所述工作液中着色剂的浓度为3g/L～15g/L，所述工作液中着色均匀剂的浓度为1g/L～5g/L；

三、微弧氧化处理：将步骤一预处理后的基体材料置于步骤二配制的工作液中，以步骤一预处理后的基体材料为正极，工作液槽体作为负极，采用恒流方式或恒压方式处理20min～60min，处理过程中保持工作液温度为30℃～50℃，得到膜层厚度在10μm以上的工件，然后将工件在去离子水中进行清洗3min～10min，最后置于无水乙醇中，经频率为24KHz～40KHz的超声波清洗5min～10min后，自然晾干或者在温度为30℃～50℃的条件下干燥5min～30min，即得到微弧氧化处理后的样件；

四、激光重熔处理MAO膜层：将步骤三制备的微弧氧化处理后的样件装卡至激光机床工作台上，用Nd:YAG激光器或CO₂激光器产生的高能激光束对微弧氧化处理的样件进行表面重熔处理，激光束扫描路径为单层路径扫描方式、网格循环方式或螺旋线循环方式，设置光斑能量密度为50J/mm²～400J/mm²，得到激光重熔后的样件，然后对激光重熔后的样件的膜层进行抛光或打磨处理，即得到具有致密性增强型陶瓷膜层的样件。

2.根据权利要求1所述的一种基于微弧氧化和激光重熔的致密性增强型陶瓷膜层的制备方法，其特征在于步骤一中所述的基体材料为镁、铝、钛、镁合金、铝合金或钛合金。

3.根据权利要求1所述的一种基于微弧氧化和激光重熔的致密性增强型陶瓷膜层的制备方法，其特征在于步骤二中所述的主成膜剂Na₂SiO₃、NaAlO₂、Na₃PO₄和(NaPO₃)₆中的一种或其中几种的混合物；步骤二中所述的pH值调节剂为KOH或NaOH；步骤二中所述的稳定剂为KF或NaF；步骤二中所述的着色剂为钨酸钠、偏钒酸铵、硫酸铜或H₃BO₃；步骤二中所述的着色均匀剂为乙二胺四乙酸二钠。

4.根据权利要求1所述的一种基于微弧氧化和激光重熔的致密性增强型陶瓷膜层的制备方法，其特征在于步骤三中所述的恒流方式具体操作过程如下：在正向电流密度范围为3A/dm²～40A/dm²、负向电流密度范围为1A/dm²～8A/dm²、频率为50Hz～1000Hz和占空比为10%～70%的条件下处理20min～60min。