[发明专利]含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化电解液及其制备方法和镁合金阳极氧化方法

说明书

本发明提供了一种含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液及其制备方法和镁合金阳极氧化方法，涉及电解液技术领域，包括氢氧化钠、铝酸钠、碳酸钠、四硼酸钠、柠檬酸钠和碳化硼。本发明提供了含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液及其制备方法，上述电解液无Cr，P和F等有害元素，满足环保要求，不会造成环境污染。

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，具体而言，涉及含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液及其制备方法和镁合金阳极氧化方法。

背景技术

镁合金由于低密度，高强度重量比和优异的尺寸稳定性，已广泛用于电子和汽车工业。镁合金的耐蚀性是常用金属结构材料中最低的，易发生电偶腐蚀，这些成为限制镁合金应用的关键问题。当前，研究较多的镁合金表面处理技术主要有微弧氧化、阳极氧化、化学转化、金属镀层、有机涂层等。其中，阳极氧化尤其受到人们的青睐，因为阳极氧化不仅可以制备膜厚较厚、附着力好且耐蚀性能佳的氧化膜，并且该氧化膜可以作为其他表面处理技术的底层，配合其他表面处理技术保护镁合金基体。

目前，工业生产中所用镁合金表面处理的电解质溶液主要分为两类。第一类为以含Cr化合物为主要成分的电解液，如DOW17等传统工艺；第二类为以磷酸盐或氟化物为主要成分的电解液，如HAE等工艺。上述电解质溶液中大都含有Cr，P和F等有害元素，对环境污染严重，废液的处理成本高，不符合可持续发展的要求。因此，无Cr，P和F等有害元素的环保型电解液及其工艺成为现今镁合金阳极氧化研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液。采用该电解液可在镁合金表面生成氧化膜。且氧化膜的微孔分布均匀、粗糙度小、耐蚀性好、显微硬度高。

本发明的另一目的在于提供一种含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液的制备方法。通过该制备方法制备出的含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液能在镁合金表面生成耐蚀性能优良的氧化膜。

本发明的另一目的在于提供一种镁合金阳极氧化方法。通过该阳极氧化方法能在含有碳化硼阳极氧化电解液中进行镁合金的恒流阳极氧化。

本发明是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种含有纳米碳化硼镁合金阳极氧化的电解液，其包括以下组分：氢氧化钠、铝酸钠、碳酸钠、四硼酸钠、柠檬酸钠和碳化硼。

在本发明较佳的实施例中，上述电解液包括：氢氧化钠10-70g/L，铝酸钠20-60g/L，碳酸钠5-25g/L，四硼酸钠20-70g/L，柠檬酸钠3-10g/L。

在本发明较佳的实施例中，上述碳化硼的平均粒径为40-600nm，优选碳化硼的平均粒径为50-200nm。碳化硼平均粒径在50-200nm范围内所产生的氧化膜耐蚀性和耐磨性能最佳。

在本发明较佳的实施例中，上述碳化硼为改性碳化硼，改性碳化硼通过如下方式制得：采用碳化硼原料在含阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的改性溶液中进行表面改性处理后制得；优选的，改性碳化硼在电解液中的浓度为1-8g/L。

在本发明较佳的实施例中，上述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或其组合，非离子表面活性剂为OP-10。采用不同的阴离子表面活性剂配方与非离子表面活性剂组合对碳化硼进行改性，所制得的氧化膜厚度不同，耐蚀性不同。

在本发明较佳的实施例中，上述阴离子表面活性剂在改性溶液中的质量分数为3-5％，非离子表面活性剂在改性溶液中的质量分数为1-3％。

在本发明较佳的实施例中，上述碳化硼与改性溶液的质量比为1:80-1:200。

在本发明较佳的实施例中，上述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的表面改性处理条件为：时间为2-4h，温度为40-50℃。不同的表面改性处理时间和处理温度，所制得的电解液不同，在镁合金表面生成的氧化膜厚度不同，耐蚀性能不同。