[发明专利]一种高性能微弧氧化铝材的制备方法

权利要求书

1.一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于包括如下处理步骤：

（1）铝合金表面预处理: 喷砂-水洗-碱洗-水洗-酸洗-水洗；

（2）以经过表面预处理的铝合金为阳极，在电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面形成微弧氧化膜，微弧氧化液由氢氧化钠、硅酸钠、丙三醇、乙二胺四乙酸二钠和去离子水组成；

（3）一次机械抛光除去微弧氧化膜表面的多孔表层；

（4）一次热处理除去热应力；

（5）一次真空填充铝溶胶获得非晶态氧化铝；所述一次真空填充铝溶胶的制备方法为：称取7-8g拟薄水铝石在搅拌条件下分批加入到100-120mL去离子水中，加入1-2M硝酸溶液，持续搅拌3-4 h，在10^-2~10^-4MPa真空泵条件下，将所述铝溶胶填充于微弧氧化膜的孔道内，然后50-60℃干燥，干燥时间为36-48h，重复填充2-4次，

（6）二次热处理：热处理条件为空气气氛下，于550-580℃热处理3-4h，获得γ-氧化铝；

（7）二次真空填充铝溶胶获得非晶态氧化铝，所述二次真空填充铝溶胶的过程与一次真空填充铝溶胶一致，为称取7-8g拟薄水铝石在搅拌条件下分批加入到100-120mL去离子水中，加入1-2M硝酸溶液，持续搅拌3-4 h，在10^-2~10^-4MPa真空泵条件下，将所述铝溶胶填充于微弧氧化膜的孔道内，然后50-60℃干燥，干燥时间为36-48h；填充次数为1次；

（6）三次热处理：三次热处理为高温水蒸气热处理，115-120℃过热水蒸气，时间为10-15min；

（8）二次机械抛光；

（9）酸洗，水洗。

2.如权利要求1所述的一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于所述

喷砂：硬度为385HV的石英砂，所述石英砂的粒径2-3mm，空气压力为0.3-0.5Mpa;

碱洗：NaOH 40-50g/L，酒石酸钠2-4g/L，温度40-55℃，时间3-5min；

酸洗：HNO₃ 250-300g/L，温度25-30℃，时间3-5min。

3.如权利要求1所述的一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于所述微弧氧化液中氢氧化钠用量为1-2g/L、硅酸钠用量为8-12g/L、丙三醇用量为3-5ml/L、乙二胺四乙酸二钠用量为2-4g/L，电流密度6-10A/dm²，频率为450-500Hz，占空比为30-40%，正负脉冲比为1:1，时间为20-40min，获得的微弧氧化膜的表面粗糙度为Ra=2-3微米。

4.如权利要求1所述的一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于所述机械抛光为人造金刚石砂轮，打磨厚度5-8μm，金刚石的打磨速度为14-16m/s，砂轮表面金刚石的粒径2-5微米。

5.如权利要求1所述的一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于所述步骤（4）一次热处理除去热应力为以2℃/min速率升温至300-320℃，惰性气氛下恒温1-2h，自然冷却。

6.如权利要求1所述的一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于所述二次机械抛光为含有α-Al₂O₃的抛光液，所述α-Al₂O₃的粒径为500-800nm，抛光时间3-5min，抛光厚度3-5μm。

7.如权利要求1所述的一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，其特征在于所述酸洗为硝酸15-17vol.%，HF 1-1.5vol.%，室温，5-10min。