[发明专利]一种高耐蚀涂层和制备方法、电解液及其应用

说明书

本发明公开了一种高耐蚀涂层和制备方法、电解液及其应用。所述电解液包括终浓度为5‑50g/L的磷酸盐、5‑30g/L的含锌化合物和1‑15g/L的络合剂，溶剂为水。本发明电解液将磷酸盐、含锌化合物及络合剂溶解于水中，满足了微弧氧化的使用需要。同时通过将自修复、磷化等特性与微弧氧化进行结合，使得采用本发明的电解液进行微弧氧化获得的涂层具有更好的致密度和自修复能力，进而提高了被处理工件的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及合金材料表面改性领域，尤其涉及一种高耐蚀涂层和制备方法、电解液及其应用。

背景技术

近年来，由于众所周知的易于加工设计和价格低廉的特点、以及成熟的制造工艺和检验技术，轻金属及其合金被广泛应用于汽车工业、军事国防、航空航天、医疗器械及日常3C产品之中。为了满足更严苛的应用要求，轻金属及其合金的性能也在不断被提升，其中，轻金属及其合金的耐腐性能一直以来都是衡量其应用前景的重要指标之一。

目前，轻金属及其合金常见的表面处理方式有以下几种：化学镀、电镀、热喷涂、阳极氧化、微弧氧化和气相沉积等，通过改变基体表面组分或在表面形成保护层方式提高轻金属及其合金的耐腐性能。

其中微弧氧化(micro-arc oxidation，缩写MAO)又称等离子体电解氧化(plasmaelectrolytic oxidation，缩写PEO)，以其廉价环保，成膜率高，结合力好等优势获得越来越多的关注和研究。对比常用于制作耐腐的阳极氧化和化学镀等方式，其获得的涂层性能更加的优异。

微弧氧化法可以在轻金属及其合金表面生成高结合力的氧化物陶瓷涂层，最新的研究表明，我国通过微弧氧化制备的耐腐涂层可在3.5％盐雾环境中保持600-800小时不被腐蚀破坏，这限制了轻金属及其合金零部件的使用寿命，尤其是在高盐高温环境中。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高耐蚀涂层和制备方法、电解液及其应用，旨在解决现有电解液通过微弧氧化制备的涂层，其耐腐性能寿命不高的问题。

本发明的技术方案如下：

一种电解液，其中，包括终浓度为5-50g/L的磷酸盐、5-30g/L的含锌化合物和1-15g/L的络合剂，溶剂为水。

进一步地，所述磷酸盐选自六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、多聚磷酸钠、磷酸三钠和焦磷酸钠中的至少一种。

进一步地，所述含锌化合物选自草酸锌、柠檬酸锌、硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、乙酸锌、二乙基二硫化锌中的至少一种。

进一步地，所述络合剂选自乙二胺四乙酸二钠、三乙醇胺、酒石酸钠、柠檬酸、草酸中的至少一种。

进一步地，所述电解液的pH值为6-12；和/或电解液的离子电导率为 5-60mS·cm^-1。

一种本发明所述的电解液在微弧氧化中的应用。

一种本发明所述的电解液利用微弧氧化方法在工件表面形成涂层中的应用。

一种轻金属表面高耐蚀涂层的制备方法，其中，包括步骤：将本发明所述的电解液通过微弧氧化方法在轻金属表面形成涂层。

进一步地，所述轻金属为铝、镁、钛等阀金属及其合金材料。

进一步地，所述电解液的温度控制在10℃-60℃。

进一步地，所述微弧氧化方法使用的电源为脉冲电源，脉冲电源处理参数为：恒流模式下，电流密度5-20A/dm²、处理时间5-30min、频率 50-3000Hz；或者恒压模式下，电压300-800V，处理时间5-30min、频率 50-3000Hz。