[发明专利]一种铝合金型材表面微弧氧化改性方法及表面改性铝合金型材

说明书

本发明涉及一种铝合金型材表面微弧氧化改性方法及表面改性铝合金型材，所述方法包括：a)前处理：铝合金型材经吹扫除灰、清洗除油、水洗、干燥，完成前处理；b)微弧氧化处理：将铝合金型材置于电解液中进行微弧氧化，电解液包含以下组分：Na₂SiO₃、Na₂B₄O₇、KOH、丙三醇、Na₂MoO₄、EDTA‑2Na；微弧氧化完成后取出；c)后处理：对铝合金型材进行清洗、干燥后，采用聚偏氟乙烯树脂对微弧氧化膜层表面进行封孔处理。本发明所得表面改性铝合金型材，在微弧氧化处理之后用聚偏氟乙烯树脂进行封孔处理，封孔效果好且表面致密平整，具有优异的耐磨性、耐蚀性和电绝缘性能，极大地提高了铝合金型材的综合性能。

技术领域

本发明属于铝合金型材表面处理技术领域，具体涉及一种铝合金型材表面微弧氧化改性方法，同时还涉及一种上述方法制备所得的表面改性铝合金型材。

背景技术

铝是自然界中分布最广的六大金属之一，约占地壳总质量的8.0％，其密度小、熔点低，易于加工，可制成各种型材；但是纯铝的强度很低，不宜作结构材料。经过长期的生产实践和科学研究，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，得到一系列的铝合金，铝合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，成为理想的结构材料。铝合金型材以其轻便、低成本、高比强、高导电导热性、可焊性、可回收等优点，在航空航天、交通运输、机械制造、建筑、装饰装修及化学工业中已大量应用。

然而铝合金作为结构材料，存在质地软、耐磨性差、在特殊环境下不耐腐蚀、不耐高温等缺点，虽然铝合金可以在空气中自发在表面形成Al₂O₃膜层，但是薄层很薄且缺陷较多，无法对基体进行有效的防护，因此人们通过各种方法对铝合金型材进行表面处理来提升其性能。根据工艺特点及所得保护层的性质，铝合金型材表面处理技术可分为化学氧化处理、化学镀、热喷涂、普通阳极氧化处理、微弧氧化处理等。

微弧氧化处理又称为微等离子体表面陶瓷化技术，是一种高电压等离子体辅助的阳极氧化新工艺，是在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，使基体表面的金属与电解液相互作用，从而在铝、镁、钛等阀金属及其合金材料表面微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，原位形成稳定的强化陶瓷膜层。铝合金微弧氧化膜的主要成分是Al₂O₃，具有硬度高、耐磨性好等特点，膜层的原位生长方式使得基体与膜层之间冶金结合牢固，不易脱落，整体性能良好。

铝合金表面微弧氧化膜层的形成过程中，微等离子弧不断的产生、熄灭，微弧放电的通道部分会残留下来；微等离子弧产生的瞬时高温达到8000K，熔融氧化物在电解液的激冷下迅速凝固，产生较大应力，在膜层中形成微裂纹，使得微弧氧化膜层存在一定的孔隙率。铝合金表面微弧氧化膜层具有不明显的分层现象，靠近基体的氧化膜密实，远离基体的部分疏松多孔，膜层表面分布着形状大小不规则的火山口状孔洞，这些孔洞主要是由于击穿放电、内部熔融氧化物和气体向外逸出造成的，有的是膜层中的盲孔，有的是连接基体与外界环境的通孔，在膜层中呈现弯曲交错的三维分布。在实际应用中，这些孔洞为腐蚀介质渗透到微弧氧化膜内部提供了通道，腐蚀介质会沿着这些缺陷达到基体，导致基体腐蚀、氧化膜龟裂脱落，削弱了膜层对于基体的保护作用。为了进一步增强铝合金的硬度、耐蚀、耐磨及抗高温氧化性能，在微弧氧化工艺得到致密陶瓷膜层的基础上，还需对微弧氧化膜层进行封孔处理，封闭表面孔洞，改善膜层对环境介质的屏障效应，防止小孔腐蚀带来的负面影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金型材表面微弧氧化改性方法，极大的改善铝合金型材表面的耐磨性、耐蚀性能和电绝缘性能。

本发明的第二个目的是提供一种上述铝合金型材表面微弧氧化改性方法制备所得的表面改性铝合金型材。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：