[发明专利]一种高性能微弧氧化铝材的制备方法

说明书

本发明提供了一种高性能微弧氧化铝材的制备方法，所述方法可以有效的将微弧氧化膜表面的微孔封闭，其中封孔使用的氧化铝的主要成分为γ‑氧化铝和勃姆体氧化铝，能够有效的降低微弧氧化膜的孔隙率和粗糙度，明显提高了微弧氧化铝材的耐磨性和耐蚀性，拓宽了其应用范围，满足市场需求。

技术领域

本发明属于铝或铝合金材料表面处理技术领域，涉及一种封孔处理方法，具体涉及一种铝合金微弧氧化膜封孔方法。

技术背景

微弧氧化技术是在硬质阳极氧化技术基础上发展起来的一种新技术，可直接在铝、镁、 钛、锆、铌等金属表面原位生长形成具有高耐蚀、高耐磨、高绝缘、耐热冲击等一系列优良 性能的陶瓷膜。在航空、舰船、纺织、汽车等行业中获得广泛的应用。但是在微弧氧化过程 中电弧的作用使表面形成的陶瓷膜发生熔化，在陶瓷膜表面形成气体的共同作用下形成大量 微米级的微孔。这些微孔在陶瓷膜中大量存在，部分微孔与金属基体相连，使液体容易通过 微孔达到金属基体，导致金属腐蚀，严重的会导致氧化膜龟裂、脱落，从而影响微弧氧化膜 的性能。因此必须对微弧氧化膜进行封孔处理。

目前对微弧氧化膜的封孔方法研究的较少，如采用沸水封孔、树脂喷涂固化封孔或阳极 氧化膜的封孔剂等方法进行封孔。由于微弧氧化膜的孔径较大，部分孔洞贯穿整个氧化膜， 沸水封孔难以实现对微弧氧化膜的有效封孔；树脂喷涂固化封孔设备投入较多，成本较高； 阳极氧化膜封孔剂的种类较多，没有进行相应的微弧氧化膜封孔试验，严重影响微弧氧化膜 封孔质量。

如CN201210357957西南石油大学，一种常温微弧氧化膜封孔方法，采用硅酸钠、镍盐、溶剂与促进剂配制的溶液作为封孔剂，封孔剂静置至少2小时后在常温下对微弧氧化膜采用浸泡的方式进行封孔，封孔后封孔剂在微弧氧化膜表面的微孔中形成吸附结晶填充物而达到封孔的目的。所述溶剂为去离子水，硅酸钠、镍盐、促进剂的配比为：硅酸钠5-15g/L，镍盐2-8g/L，促进剂0.1-2g/L。所述硅酸钠为五水硅酸钠或九水硅酸钠，所述镍盐为氟化镍、醋酸镍或其混合物，所述促进剂为硼酸、硫脲、氟锆酸钾或其混合物。本发明封孔剂溶液不需加热，在常温下即可操作，封孔效果好，简单易行，对陶瓷膜的硬度没有影响，同时可提高陶瓷膜的耐腐蚀性，上述封孔的方法存在明显的技术缺陷，需要引入Ni金属，而本领域技术人员知晓的，在某些特定领域，会明显限定Ni金属的使用量，如人体渗镍中毒等。

如CN 201811114851一种铝合金型材表面微弧氧化改性方法及表面改性铝合金型材，所述方法包括：a)前处理：铝合金型材经吹扫除灰、清洗除油、水洗、干燥，完成前处理；b)微弧氧化处理：将铝合金型材置于电解液中进行微弧氧化，电解液包含以下组分：Na2SiO3、Na2B4O7、KOH、丙三醇、Na2MoO4、EDTA-2Na；微弧氧化完成后取出；c)后处理：对铝合金型材进行清洗、干燥后，采用聚偏氟乙烯树脂对微弧氧化膜层表面进行封孔处理。本发明所得表面改性铝合金型材，在微弧氧化处理之后用聚偏氟乙烯树脂进行封孔处理，封孔效果好且表面致密平整，具有优异的耐磨性、耐蚀性和电绝缘性能，极大地提高了铝合金型材的综合性能，上述存在的缺陷为聚偏氟乙烯树脂于微弧氧化的孔为物理吸附，吸附力有限，极容易发生基材与树脂的剥离，且本领域技术人员知晓的微弧氧化陶瓷膜的孔隙率极低，通常不会高于10%，在如此低的孔隙率条件下，聚偏氟乙烯树脂对于微弧氧化陶瓷膜的封孔率极差，与其所上述专利耐磨性、耐蚀性和电绝缘性能优良，还不如说聚偏氟乙烯树贴合在氧化膜表面，是聚偏氟乙烯树本身的性质，与封孔没有直接关系。