[发明专利]一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法

说明书

本发明公开了一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法，属于金属表面处理技术领域。本发明表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法包括步骤：将铝合金置于盛在不锈钢容器中的电解液中，以铝合金为阳极，不锈钢容器为阴极，通过微弧氧化脉冲电源施加双极性脉冲电压，并控制电流密度和氧化时间进行氧化反应，直至完全氧化；之后将铝合金取出，冲洗后干燥，最终得到表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金。本发明配方科学、工艺简单，实现了铝合金旋转件表面微弧氧化膜的超硬特性，延长了铝合金旋转件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法，属于金属表面处理技术领域。

背景技术

目前传统旋转件一般采用高锰钢作为主材，高锰钢生产工艺简单、质量易于控制、成本相对较低，在耐磨材料中占据了比较重要的地位。但是高锰钢的密度大，使用能耗高，在受到剧烈冲击和强大外力时会发生变形加工硬化和形变诱发马氏体相变，此外其耐磨性都制约了旋转件的使用寿命。由此可见需要寻找一种新型轻质合金材料。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢；由于其塑性好，可加工成各种型材；具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，因此在工业上广泛使用，使用量仅次于钢。但是，铝合金相比高锰钢其表面强度不足。

通过表面强化处理提高其表面硬度和耐磨性成为近年来采用铝合金制作旋转件领域新的发展方向。微弧氧化是一种特殊的阳极氧化，是现阶段提高铝合金等有色金属的表面硬度最为有效的手段之一。

因此，针对上述问题，本发明就提供一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法，以解决现有技术中铝合金制品表面硬度低的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法，包括步骤：将铝合金置于盛在不锈钢容器中的电解液中，以铝合金为阳极，不锈钢容器为阴极，通过微弧氧化脉冲电源施加双极性脉冲电压，并控制电流密度和氧化时间进行氧化反应，直至完全氧化；之后将铝合金取出，冲洗后干燥，最终得到表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金。

进一步地，所述电解液包括基础电解液和添加剂，基础电解液包含水以及氢氧化钠、硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐中一种或几种；添加剂包含水以及氧氯化锆、硝酸钇、硝酸铈、钛酸四丁酯中的一种或几种。

进一步地，基础电解液的浓度为5～25g/L，添加剂的浓度为0.5～4g/L。

进一步地，电解液的pH值为5～8。

进一步地，双极性脉冲电压频率为100～400Hz，正向电压幅值为250-400V，脉宽为0.6ms，负向电压幅值为450-700V，脉宽为0.4ms。

进一步地，通过微弧氧化脉冲电源来控制氧化反应的电流密度为0.5～20A/dm²。

进一步地，氧化反应的时间为30～150min。

进一步地，干燥条件为自然干燥或在80～100℃下烘干。

进一步地，所述铝合金的型号为LY11、LY12、LC4、2A70、ZL205、LY16、2024、5083或6063中任一。

通过表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金的制备方法获得的表面覆有超硬微弧氧化陶瓷膜的铝合金。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：