CN101082137A - 提高镁合金微弧氧化膜层性能的处理液及前处理方法 - Google Patents

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李元东
吕维玲
陈体军
徐卫军
侯伟骜
马颖
郝远
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Abstract

提高镁合金微弧氧化膜层性能的处理液及前处理方法，目的是提高所得膜层的表面硬度、耐蚀性和与基体的结合力，其处理液一组分为：NaCl 4％、KCl 2％、NH4Cl 5％，NaHSO3 5％、HCl 1％，pH值3.5，处理液二组分为：Na3C6H5O7 2％、Na2SiO33％，H3PO45％，pH值5，前处理方法，采用触变成形AZ91D镁合金，首先进行除油和清洗，然后直接浸入处理液一中，处理时间5min，温度为40℃，从处理液一中取出后水洗，再浸入处理液二中，处理时间3min，温度为35℃，取出后水洗，然后使用非对称脉冲交流电源在400V正电压下进行微弧氧化。

Description

提高镁合金微弧氧化膜层性能的处理液及前处理方法
技术领域
本发明提供一种提高镁合金微弧氧化膜层性能的前处理方法，特别是一种可以提高镁合金微弧氧化膜层的表面硬度、耐蚀性和膜层与基体结合力的方法。
背景技术
微弧氧化是一种在有色金属表面原位生长氧化物陶瓷膜层的新技术。但是，至今只有铝合金的微弧氧化处理比较成熟，且已开始工业化应用，而镁合金的微弧氧化处理多数尚处于研究开发中。中国专利“镁合金表面处理工艺”(专利号01106741.1)，采用一种在镁合金表面阴、阳双极微弧电沉积陶瓷层的方法，将预处理后的镁合金工件分别与大功率全波脉冲电源的正、负极连接后在碱性电解液中采用对称交流脉冲电压对镁合金工件表面进行微弧电沉积，从而在阴、阳极镁合金表面同时获得具有一定厚度的陶瓷层。这些方法所获得的陶瓷层都能显著提高镁合金的耐蚀性、耐磨性。但是，这些技术所形成的陶瓷质膜均为以镁的氧化物和氢氧化物为主的陶瓷膜，质地疏松、表面硬度低、较脆，且在膜层内容易形成空穴与裂纹。
发明内容
本发明的目的是提供一种镁合金的微弧氧化前处理方法，以提高所得膜层的表面硬度、耐蚀性和与基体的结合力。
本发明是提高镁合金微弧氧化膜层性能的处理液及前处理方法，其处理液分为处理液一、处理液二，处理液一组分为：NaCl 4％、KCl 2％、NH4Cl 5％，NaHSO3 5％、HCl 1％，pH值3.5，处理液二组分为：Na3C6H5O7 2％、Na2SiO33％，H3PO4 5％，pH值5。
提高镁合金微弧氧化膜层性能的前处理方法，采用触变成形AZ91D镁合金，首先进行除油和清洗，将除油和清洗后的触变成形AZ91D镁合金直接浸入以上所述的处理液一中，处理时间5min，温度为40℃，从处理液一中取出后水洗，再浸入以上所述的处理液二中，处理时间3min，温度为35℃，取出后水洗，然后使用非对称脉冲交流电源在400V正电压下进行微弧氧化。
本发明的处理液一是由NaCl、KCl、NH4Cl NaHSO3、HCl组成腐蚀溶液，通过针对基体表面镁元素的腐蚀来提高表面其他元素特别是铝的含量，以此来提高最终得到的微弧氧化膜层的表面硬度。采用处理液二是由Na3C6H5O7、Na2SiO3、H3PO4组成钝化溶液，对腐蚀后的基体表面进行钝化，使表层均匀致密。对经过处理的镁合金工件进行微弧氧化，得到的膜层不仅具有良好的耐蚀、耐磨性，而且表面硬度很高，与基体结合牢固。本发明镁合金工件在处理前不需打磨，简化了微弧氧化的前处理工艺。
对所制得膜层的组成和性能检测表明，本发明使镁合金表面的微弧氧化膜层含铝量提高了8-12％，表面硬度比普通微弧氧化膜层增大20％左右，耐蚀、耐磨性能都有显著提高。
附图说明
图1为未经本发明方法处理的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面形貌；图2为本发明方法处理后的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面形貌；图3为未经本发明方法处理的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层截面形貌；图4为本发明方法处理后的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层截面形貌；图5为未经本发明方法处理的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面元素分析；图6为本发明方法处理后的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面元素分析。
具体实施方式
本发明采用触变成形AZ91D镁合金，工件不需打磨，经除油、清洗后直接浸入处理液一中，处理液一组分为：NaCl 4％、KCl 2％、NH4Cl 5％，NaHSO35％、HCl 1％，pH值3.5，处理时间5min，温度为40℃，从处理液一取出水洗，再浸入处理液二中，处理液二组分为：Na3C6H5O7 2％、Na2SiO3 3％，H3PO45％，pH值5，处理时间3min，温度为35℃，从处理液二中取出后水洗，然后使用非对称脉冲交流电源在400V正电压下进行微弧氧化。
图1为未经本发明方法处理的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面形貌；图2为本发明方法处理后的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面形貌；图3为未经本发明方法处理的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层截面形貌；图4为本发明方法处理后的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层截面形貌；图5为未经本发明方法处理的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面元素分析；图6为本发明方法处理后的触变成形AZ91D镁合金微弧氧化膜层表面元素分析。通过本发明处理后的与未进行处理的触变成形AZ91D镁合金在同样微弧氧化工艺下制得的膜层的表面、截面形貌及表面元素分析的对比，及对所制得膜层的组成和性能检测表明，本发明使镁合金表面的微弧氧化膜层含铝量提高了8-12％，表面硬度比普通微弧氧化膜层增大20％左右，耐蚀、耐磨性能都有显著提高。所得到的膜层均匀致密，对膜层性能进行检测，5％NaCl溶液中的48h腐蚀率为0.0310％。

Claims (2)

1、提高镁合金微弧氧化膜层性能的处理液，分为处理液一、处理液二，其特征在于处理液一组分为：NaCl 4％、KCl 2％、NH4Cl 5％，NaHSO3 5％、HCl 1％，pH值3.5，处理液二组分为：Na3C6H5O7 2％、Na2SiO3 3％，H3PO4 5％，pH值5。
2、提高镁合金微弧氧化膜层性能的前处理方法，采用触变成形AZ91D镁合金，首先进行除油和清洗，其特征在于将除油和清洗后的触变成形AZ91D镁合金直接浸入权利要求1所述的处理液一中，处理时间5min，温度为40℃，从处理液一中取出后水洗，再浸入权利要求1所述的处理液二中，处理时间3min，温度为35℃，取出后水洗，然后使用非对称脉冲交流电源在400V正电压下进行微弧氧化。
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