[发明专利]一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法

说明书

本发明公开了一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，是以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇或丙酮中超声清洗，室温风干；将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜；所述电解液包括无机盐和氧化铝颗粒。本方法通过添加Al₂O₃颗粒和优化电解质，制备的铝钛复合板微弧氧化膜，能够改善铝钛复合板表面及焊缝处微弧氧化膜的过渡区厚度差、耐蚀性及抗热冲击性等问题。

技术领域

本发明涉及合金材料处理方法，具体是一种添加Al₂O₃颗粒制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法。

背景技术

由爆炸焊接技术制备的铝/钛复合板兼备了铝合金的比强度高、比重低及钛合金优异的耐蚀性、力学性能等特性，在管道系统、航空航天等领域具有广泛的应用前景。例如中国专利申请号为201611176536.4公布了一种层状高强轻质钛铝复合板及其制备方法。由于异质金属的结合易发生电偶腐蚀等，极大限制了其进一步的应用，因此表面处理是其进入应用前的必要工序。

微弧氧化(MAO)又称为等离子体氧化，是在阳极氧化基础上发展而来的一种新型表面处理技术，能在Al、Ti、Mg等阀金属表面原位生长性能优异的陶瓷氧化膜。专利申请号为ZL201510207720.X公布了一种铝钛复合板表面微弧氧化膜及其制备方法，制备的微弧氧化膜与基体结合良好，具有优异的耐磨性等。由于铝和钛在微弧氧化过程中的响应程度不同，反应易于在钛表面发生，电能量在两种金属分配不均，这一现象导致铝表面氧化膜过薄、耐蚀性差，但最为突出的是焊缝处氧化膜的过渡区厚度差大、耐蚀性及抗热冲击性较差等问题。因此，亟需提出关于改善铝钛复合板微弧氧化膜的结构及性能的方法。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法。本方法通过添加Al₂O₃颗粒制备的铝钛复合板微弧氧化膜，能够改善铝钛复合板表面及焊缝处微弧氧化膜的过渡区厚度差、耐蚀性及抗热冲击性等问题。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，包括如下步骤：

(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇或丙酮中超声清洗5～10min，室温风干；

(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜；所述电解液的制备为：将无机盐加入适量水配成溶液，在溶液中再加入氧化铝颗粒，超声分散10-20min，再搅拌5-10min。

优选地，所述无机盐为硅酸钠、钨酸钠和氢氧化钠中的一种或几种组合。

优选地，所述电解液由10～30g/L硅酸钠、2～6g/L钨酸钠、0～2g/L氢氧化钠和2～9g/L氧化铝颗粒组成。

优选地，所述微弧氧化处理的电参数为：正向电压：380V～450V；正向电流密度：12～20A/dm²；正向占空比：10％～30％；频率为：150Hz～500Hz；处理时间：15min～30min；处理温度低于60℃。

优选地，所述超声处理是在频率为40-60KHz下处理。