[发明专利]一种利用弱酸性染料为镁材微弧氧化膜层着色的方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁材(该镁材是指镁或镁合金，例如：AZ31、AZ61B等典型镁合金)表面着色技术领域，尤其涉及一种利用弱酸性染料为镁材微弧氧化膜层着色的方法。

背景技术

镁材是用量仅次于钢铁的一类重要金属材料，在航空航天、交通运输、印刷、建筑等领域被广泛应用。但是镁材颜色单一、耐蚀性差，很难满足各种行业对镁材装饰性和耐蚀性的要求。为了提高镁材的装饰效果、增强抗腐蚀性、延长使用寿命，镁材一般都要进行表面处理。

近些年来，成熟的镁材表面着色工艺主要有阳极氧化膜染料着色法、阳极氧化膜电解着色法、阳极氧化直接着色法等，但这些着色工艺都会带来环境污染问题，因此一种新型表面处理技术——微弧氧化技术便应运而生。微弧氧化技术突破了传统阳极氧化技术对工作电压的限制，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镁或镁合金的表面原位生长陶瓷层，从而提高了镁材的表面性能，是一种很有前途的金属表面处理技术。

目前，采用微弧氧化技术对镁材进行表面处理，只能在镁材表面形成白色、黑色等颜色暗淡的微弧氧化膜层，很难形成颜色鲜艳光丽的微弧氧化膜层。在现有技术中，可通过在酸性电解液中添加Cu²⁺、Co⁺等金属阳离子在镁材表面形成蓝色微弧氧化膜层，但酸性电解液会对使用不锈钢作为反应槽的微弧氧化设备造成较大腐蚀，而且会对环境产生一定的污染；专利CN103556205A中公开了一种镁合金微弧氧化复合膜着色的方法，该方法是将含有Cu²⁺的SiO₂-ZrO₂胶体固化于镁合金表面微弧氧化膜上，其操作复杂，对温度和固化时间控制要求较高，不易于对镁合金表面微弧氧化膜层进行低成本、大批量的着色处理。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种利用弱酸性染料为镁材微弧氧化膜层着色的方法，不仅能够使镁材微弧氧化膜层呈现各种鲜艳光丽的颜色，保持镁材微弧氧化膜层自身具有较高结合力和耐磨性，提高镁材微弧氧化膜层的耐腐蚀性，而且生产工艺简单、容易实现量产、不会对人体和设备造成腐蚀，不会造成环境污染。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用弱酸性染料为镁材微弧氧化膜层着色的方法，包括：利用微弧氧化技术对镁材进行表面处理使镁材表面原位生长微弧氧化膜层，还包括：采用染色溶液对所述镁材表面原位生长微弧氧化膜层进行浸泡着色；其中，所述染色溶液由弱酸性染料、均染剂、pH值调节剂和去离子水混合而成，并且所述染色溶液中弱酸性染料的含量为1～10g/L，均染剂为元明粉和十二烷基苯磺酸钠、每种均染剂的含量均为1～5g/L，pH值调节剂的用量使所述染色溶液的pH值在20℃下调节至4.5～5.0之间。

优选地，所述浸泡着色的浸泡时间为1～12小时，并且浸泡时间越长颜色越深。

优选地，在着色设备上采用染色溶液对所述镁材表面原位生长微弧氧化膜层进行浸泡着色，并且在所述浸泡着色过程中，所述着色设备的搅拌装置搅拌转速为500～1000r/min，所述着色设备的恒温装置温度为20～40℃，所述着色设备的超声发生装置功率为100～200W。

优选地，所述镁材表面原位生长微弧氧化膜层，其表面微孔尺寸为0.5～5.0μm，其膜层厚度大于5μm。

优选地，所述的弱酸性染料为单偶氮类染料。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的利用弱酸性染料为镁材微弧氧化膜层着色的方法采用染色溶液对镁材表面原位生长的多空隙微弧氧化膜层进行浸泡着色，并且该染色溶液采用不含重金属离子的弱酸性染料为原料，以元明粉和十二烷基苯磺酸钠为均染剂，pH值在4.5～5.0之间，因此本发明提供的利用弱酸性染料为镁材微弧氧化膜层着色的方法不仅能够使镁材微弧氧化膜层呈现各种鲜艳光丽的颜色，保持镁材微弧氧化膜层自身具有较高结合力和耐磨性，提高镁材微弧氧化膜层的耐腐蚀性，而且生产工艺简单、容易实现量产、不会对人体和设备造成腐蚀，不会造成环境污染。

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为采用SSX-550扫描电子显微镜对本发明实施例1中AZ31镁合金圆片表面原位生长的微弧氧化膜层进行观察，从而得到的扫描电子显微镜照片。