[发明专利]一种耐蚀微弧氧化涂层的制备方法

说明书

本发明公开了一种耐蚀微弧氧化涂层的制备方法，先用含硅酸钠、EDTA、氢氧化钠的硅酸盐体系电解液对铝合金工件进行微弧氧化处理，控制电流密度5~10A/dm²、反应时间10~20min，再向电解液中加入钨酸钠和PEG‑600进行微弧氧化后处理，控制电流密度10~15A/dm²、反应时间5~10min，利用钨酸钠的吸附性质填埋硅酸盐体系电解液形成的氧化膜表面层多孔结构，使铝合金工件表面形成厚度25~38μm、粗糙度1.7μm的致密氧化膜，有利于提高耐蚀性。

技术领域

本发明属于金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种耐蚀微弧氧化涂层的制备方法。

背景技术

微弧氧化技术是在 Al、Mg、Ti等轻金属及其合金的表面利用等离子化学、热化学和电化学原理形成氧化物陶瓷膜层的新技术。氧化物陶瓷膜层的厚度及性能取决于电解液组成和浓度、电参数和工艺条件等因素。铝合金的微弧氧化，一般采用碱性电解液体系，包括硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐体系等。由于硅酸盐体系适用的电解液温度及氧化电流范围较宽，且微弧氧化膜层的成膜较快，因此受到广泛关注。

硅酸盐体系形成的氧化膜主要由3层组成，最外层是疏松层，中间层是大量硬质高温结晶相形成的致密层，内层过渡层与基体相互咬合。其中，中间致密层对提高耐蚀性起主要作用，但是外层疏松层的多孔结构会使外部液体渗入，减弱氧化膜耐蚀作用。因此，需通过调节电解液组成、微弧氧化电参数形成致密氧化膜，提高其耐蚀作用。

CN109504992A公开了一种环保型电解液，包括钨酸钠0.1~3g/L，硅酸钠1~20g/L，氢氧化钠0.2~5g/L，EDTA1g/L，聚丙烯酸钠1g/L。其中，钨酸钠抑制疏松层的增厚并促进Al₂O₃的形成，从而提高致密层在整个膜层中的比率，提高膜层的耐磨损性。但是形成的膜层表面依然为疏松层的多孔结构，对耐蚀性提高作用有限。钨酸钠中的钨酸根是强吸附的离子，容易吸附到基体或陶瓷层表面，因此可通过用于在表面疏松层进一步形成致密层，并通过对电解液组成、微弧氧化电参数的优化，进一步提高耐蚀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐蚀微弧氧化涂层的制备方法，先以硅酸盐体系电解质形成氧化膜层，再加入钨酸钠和聚乙二醇（PEG）调节表面致密氧化膜层的形成，以提高耐蚀性。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种耐蚀微弧氧化涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：硅酸盐体系电解液的配制：将硅酸钠1~20g/L，氢氧化钠0.2~5g/L，乙二胺四乙酸二钠(EDTA) 1~3g/L溶解于蒸馏水，搅拌均匀。

步骤2：铝合金工件预处理：将铝合金工件面先用砂纸打磨，然后用水和丙酮依次清洗干净后，风干备用。

步骤3：微弧氧化处理：将步骤2预处理后的铝合金工件与微弧氧化电源正极相连，不锈钢槽作为电源负极，置于步骤1配制的硅酸盐体系电解液中，控制反应温度50℃以下，设置电流密度5~10A/dm²恒流控制微弧氧化反应10~20min。

步骤4：硅酸盐体系电解液的后处理：向步骤3反应完成后的硅酸盐体系电解液中继续加入钨酸钠和PEG-600，溶解并搅拌均匀。

步骤5：微弧氧化后处理：控制反应温度50℃以下，设置电流密度10~15A/dm²恒流控制微弧氧化反应5~10min。

步骤6：封孔处理：取出步骤5所得微弧氧化处理后铝合金工件置于硅烷溶液中浸泡进行封孔处理，取出后烘干。

优选的，所述步骤1中硅酸盐体系电解液的pH为9~11。

优选的，所述步骤2中砂纸打磨是指依次用600#、800#、1200#金相砂纸打磨，且使划痕方向一致。