[发明专利]一种微弧氧化电解液的配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面改性技术领域，尤其涉及一种微弧氧化电解液的配置方法。

背景技术

轻金属铝、镁、钛具有比强度高、导热和导电性好、反光性强、色泽美观、以及塑性和成形性好、无低温脆性等优点，是一种具有优良综合性能的有色金属材料。目前轻金属合金材料普遍表现出的缺点为合金表面质软、不耐磨损、不耐高温、特殊条件下，合金耐蚀性不足。其中尤其是铝的腐蚀电位较低，全面腐蚀比较严重，如金属铝形成的自然氧化膜抗蚀性差,在大气环境中容易发生晶间腐蚀而遭到破坏。此外，钛及钛合金也有着摩擦系数大，耐磨性差，特别是粘着磨损问题难以解决，这极大限制了它在工程上的应用范围。

微弧氧化(Micro-arcOxidation)又称微等离子体氧化，它突破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，利用微弧区瞬间高温烧结作用直接在Al、Ti、Mg等金属表面原位生长陶瓷层，从而提高基体材料的表面性能，是一种很有前途的金属表面处理技术。目前影响微弧氧化技术处理效率的重要因素就是其电解液体系，现有技术中轻金属合金微弧氧化所使用的电解液成分多为硅酸盐、磷酸盐、氟化物组分体系，其电解液pH往往呈现强碱性，对微弧氧化设备及周围环境有着较大的腐蚀。而且，此类电解液通常含有污染环境的氟、磷、钒、铬、钨等元素，对环境有着较大污染，不符合国家倡导的绿色环保理念。其次是此类电解液进行微弧氧化时，工件表面电流密度较高，平均达到5-30A/dm²，且成膜速度较慢，氧化处理20min成膜不过15μm左右，整个工艺处理效率低、耗能大、成本高。最后，由于在微弧氧化反应过程中电解液中会出现沉淀,而且随着反应次数的增加，电解液中生成的沉淀量逐渐增加，最终导致电解液效率大大降低直至失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种微弧氧化电解液的配置方法，该方法能够解决现有微弧氧化电解液耗能高、效率低、寿命短，以及成分污染环境等重要问题。

一种微弧氧化电解液的配置方法，所述配置方法包括：

首先在容器中加入5～10g/L的成膜剂和1～5g/L的辅助成膜剂，形成混合液；

然后在所述混合液中加入PH值调节剂使混合液呈弱碱性；

再添加0.067～0.567g/L的电导率调节剂，并通过微弧氧化设备的超声装置，使所述电导率调节剂均匀分散在电解液中；

最后添加5～30ml/L的稳定剂，调节所述电解液的电导率至合适值，配置得到微弧氧化电解液。

所述成膜剂为硅酸盐，包括硅酸钠或硅酸钾；

所述辅助成膜剂为碳酸盐，包括碳酸钠或碳酸钾。

所述PH值调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾或乙酸、草酸。

所述电导率调节剂为石墨烯。

所述稳定剂包括乙二醇或丙三醇。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，该方法能够解决现有微弧氧化电解液耗能高、效率低、寿命短，以及成分污染环境等重要问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供微弧氧化电解液的配置方法流程示意图；

图2为本发明实例中纯镁工件经微弧氧化处理后的XRD能谱图；

图3为本发明实例中纯镁工件经微弧氧化处理后的表面摩擦磨损曲线图；

图4为本发明实例中纯镁工件经微弧氧化处理后的表面硬度检测数据图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供微弧氧化电解液的配置方法流程示意图，所述方法包括：

步骤11：首先在容器中加入5～10g/L的成膜剂和1～5g/L的辅助成膜剂，形成混合液；

在该步骤中，所述成膜剂为硅酸盐，包括硅酸钠或硅酸钾；所述辅助成膜剂为碳酸盐，包括碳酸钠或碳酸钾。

上述成膜剂的特点为常见盐类，配置操作简单易行，且不含污染环境的有害元素存在。