CN103789810A - 一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法 - Google Patents

一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103789810A
CN103789810A CN201410017247.4A CN201410017247A CN103789810A CN 103789810 A CN103789810 A CN 103789810A CN 201410017247 A CN201410017247 A CN 201410017247A CN 103789810 A CN103789810 A CN 103789810A
Authority
CN
China
Prior art keywords
differential arc
arc oxidation
micro
film layer
oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410017247.4A
Other languages
English (en)
Inventor
孙忠武
师玉英
张旭
田翠翠
吴彦芬
张彦飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIC Harbin Dongan Engine Group Co Ltd
Original Assignee
AVIC Harbin Dongan Engine Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIC Harbin Dongan Engine Group Co Ltd filed Critical AVIC Harbin Dongan Engine Group Co Ltd
Priority to CN201410017247.4A priority Critical patent/CN103789810A/zh
Publication of CN103789810A publication Critical patent/CN103789810A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，通过控制微弧氧化电源的占空比、频率，可以有效的调节微弧氧化膜层中的孔隙含量和孔隙大小，进而控制微弧氧化膜层的硬度；同时，通过压缩空气搅拌系统可使微弧氧化过程中分散热量，防止溶液局部过热。本发明可以保证微弧氧化陶瓷膜层外观均匀连续、一致，膜层硬度控制在HV400以上，耐盐雾时间1000小时以上，同时膜层与基体结合强度达到40MPa以上。

Description

一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法
技术领域
本发明涉及一种镁合金表面制备防护膜层方法，尤其是一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法。
背景技术
镁合金由于密度小，比强度较高，在航空领域应用非常广泛，在航空发动机零部件中大量采用镁合金制造。但镁合金由于电化学性质活泼和材料硬度低，零件在使用过程中易发生电化学腐蚀和磨损腐蚀。目前，国内现在采用的防护方法为氟化、铬酸盐处理等，这些传统的表面处理方法尽管可以提高镁合金的耐蚀性，但工艺要求严格，且膜层比较薄、致密性差、不耐磨损; 微弧氧化技术是利用发生在电极与溶液界面上的微等离子体放电现象在轻金属表面生长陶瓷膜的一种先进的表面处理技术，其制备的陶瓷膜层既耐腐蚀，膜层硬度又较高。在航空产品中对该膜层技术要求较高，包括可使镁合金表面硬度HV400以上，耐盐雾时间1000小时，与基体结合强度40 MPa以上，目前国内现有的微弧氧化方法无法满足上述要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，可使微弧氧化陶瓷膜层外观均匀连续、一致，膜层硬度控制在HV400以上，耐盐雾时间1000小时以上，同时膜层与基体结合强度达到40MPa以上。
本发明的技术方案为，所述的微弧氧化方法包括以下步骤：
（1）除油：对零件表面进行净化处理，采用丙酮或酒精对零件的待微弧氧化表面进行擦洗，将表面的油污除去；
（2）防护：采用保护装置将零件的非微弧氧化表面进行防护；
（3）配制微弧氧化溶液：微弧氧化溶液的配制方法为在水中依次加入1～3g/L的氢氧化钠、 13～17g/L的硅酸钠、2～4g/L的氟化钠和1～3g/L的四硼酸钠，并充分溶解后再加入微弧氧化主槽；
（4）连接：将微弧氧化表面全部浸入微弧氧化槽液中，用导线将零件和微弧氧化设备的阳极连接，连接的原则为：保证将不氧化部位绝缘，所有导电部位接触良好，同时不产生压气现象；
（5）微弧氧化:微弧氧化的参数为：
温度                            16℃～22℃
电流密度                        0.9A/dm2±0.1A/dm2
时间                            50min～70min
频率                            1000HZ
占空比                        正向50%；负向50%
阴极                            不锈钢板
在整个微弧氧化过程中槽液底部采用洁净干燥的压缩空气搅拌，采用聚四氟循环冷却管装置控制槽液温度，微弧氧化完成后，停止冷却；然后将零件从阳极上卸下；
（6）水洗：使用自来水冲洗零件表面，冲洗至零件水膜连续均匀、不断裂为止；
（7）吹干： 采用洁净干燥的压缩空气吹干零件表面，去除零件表面的保护装置；
（8）封孔：采用封孔剂对微弧氧化后的微孔进行封孔；
（9）最终检验。
以上步骤中，所述的保护装置为耐高温胶带、薄金属片或根据零件形状设计的可将非微弧氧化表面进行防护的专用工装；采用的微弧氧化设备为哈工大的WHD-300型微弧氧化电源设备；所述的封孔剂为有机类封孔剂，如dichtol-WFT-#1532常温封孔剂。
本发明具有的优点效果，采用本方法可以通过控制微弧氧化电源的占空比、频率，可以有效的调节微弧氧化膜层中的孔隙含量和孔隙大小，进而控制微弧氧化膜层的硬度；同时，通过压缩空气搅拌系统可使微弧氧化过程中分散热量，防止溶液局部过热。通过本发明进行的微弧氧化，可以保证微弧氧化陶瓷膜层外观均匀连续、一致，膜层硬度控制在HV400以上，耐盐雾时间1000小时以上，同时膜层与基体结合强度达到40MPa以上。
具体实施方式
一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，其具体步骤包括：
（1）除油：对零件表面进行净化处理，采用丙酮或酒精对零件的待微弧氧化表面进行擦洗，将表面的油污除去；
（2）防护：采用保护装置将零件的非微弧氧化表面进行防护；
（3）配制微弧氧化溶液：微弧氧化溶液的配制方法为在水中依次加入1～3g/L的氢氧化钠、 13～17g/L的硅酸钠、2～4g/L的氟化钠和1～3g/L的四硼酸钠，并充分溶解后再加入微弧氧化主槽；
（4）连接：将微弧氧化表面全部浸入微弧氧化槽液中，用导线将零件和微弧氧化设备的阳极连接，连接的原则为：保证将不氧化部位绝缘，所有导电部位接触良好，同时不产生压气现象；
（5）微弧氧化:微弧氧化的参数为：
温度                            16℃～22℃
电流密度                        0.9A/dm2±0.1A/dm2
时间                            50min～70min
频率                            1000HZ
占空比                        正向50%；负向50%
阴极                            不锈钢板
在整个微弧氧化过程中槽液底部采用洁净干燥的压缩空气搅拌，采用聚四氟循环冷却管装置控制槽液温度，微弧氧化完成后，停止冷却；然后将零件从阳极上卸下；
（6）水洗：使用自来水冲洗零件表面，冲洗至零件水膜连续均匀、不断裂为止；
（7）吹干： 采用洁净干燥的压缩空气吹干零件表面，去除零件表面的保护装置；
（8）封孔：采用封孔剂对微弧氧化后的微孔进行封孔；
（9）最终检验。
以上步骤中，所述的保护装置为耐高温胶带、薄金属片或根据零件形状设计的可将非微弧氧化表面进行防护的专用工装；采用的微弧氧化设备为哈工大的WHD-300型微弧氧化电源设备；所述的封孔剂为有机类封孔剂，如dichtol-WFT-#1532常温封孔剂。
实施例一
某直升机传动系统上滑油泵壳体，材料为ZM5，其外表面需要采用微弧氧化技术制备陶瓷膜层。要求：微弧氧化陶瓷膜层外观均匀连续、一致，膜层硬度控制在HV400以上，耐盐雾时间1000小时以上，同时膜层与基体结合强度达到40MPa以上。
对滑油泵壳体进行微弧氧化制备陶瓷膜层的实施步骤为：
（1）除油：对零件表面进行净化处理，采用丙酮或酒精对零件的待微弧氧化表面进行擦洗，将表面的油污除去；
（2）防护：采用耐高温胶带将零件的非微弧氧化表面进行防护；
（3）配制微弧氧化溶液：微弧氧化溶液的配制方法为在水中依次加入2g/L的氢氧化钠、 15g/L的硅酸钠、3g/L的氟化钠和2g/L的四硼酸钠，并充分溶解后再加入微弧氧化主槽； 
（4）连接：将微弧氧化表面全部浸入微弧氧化槽液中，用导线将零件和微弧氧化设备的阳极连接，连接的原则为：保证将不氧化部位绝缘，所有导电部位接触良好，同时不产生压气现象。
（5）微弧氧化:微弧氧化的参数为：
温度                             18 ℃
电流密度                      0.9 A/dm2
时间                             60  min
频率                            1000HZ
占空比                        正向50%；负向50%
阴极                            不锈钢板
    在整个微弧氧化过程中槽液底部采用洁净干燥的压缩空气搅拌，采用聚四氟循环冷却管装置控制槽液温度，微弧氧化完成后，停止冷却；然后将零件从阳极上卸下；
（6）水洗：使用自来水冲洗零件表面，冲洗至零件水膜连续均匀、不断裂为止；
（7）吹干： 采用洁净干燥的压缩空气吹干零件表面，去除零件表面的保护装置；
（8）封孔：采用dichtol-WFT-#1532封孔剂对微弧氧化后的微孔进行封孔；
（9）最终检验。
零件微弧氧化后陶瓷膜层的外观均匀连续、一致，膜层厚度为0.06mm，膜层硬度为HV473，膜层与基体的结合强度为43.2MPa，按GJB150.11-1986要求，经1000小时盐雾试验,无腐蚀现象，零件合格。

Claims (4)

1.一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
（1）除油：对零件表面进行净化处理，采用丙酮或酒精对零件的待微弧氧化表面进行擦洗，将表面的油污除去；
（2）防护：采用保护装置将零件的非微弧氧化表面进行防护；
（3）配制微弧氧化溶液：微弧氧化溶液的配制方法为在水中依次加入1～3g/L的氢氧化钠、 13～17g/L的硅酸钠、2～4g/L的氟化钠和1～3g/L的四硼酸钠，并充分溶解后再加入微弧氧化主槽； 
（4）连接：将微弧氧化表面全部浸入微弧氧化槽液中，用导线将零件和微弧氧化设备的阳极连接，连接的原则为：保证将不氧化部位绝缘，所有导电部位接触良好，同时不产生压气现象；
（5）微弧氧化:微弧氧化的参数为：
温度                            16℃～22℃
电流密度                    0.9A/dm2±0.1A/dm2
时间                            50min～70min
频率                            1000HZ
占空比                        正向50%；负向50%
阴极                            不锈钢板
      在整个微弧氧化过程中槽液底部采用洁净干燥的压缩空气搅拌，采用聚四氟循环冷却管装置控制槽液温度，微弧氧化完成后，停止冷却；然后将零件从阳极上卸下；
（6）水洗：使用自来水冲洗零件表面，冲洗至零件水膜连续均匀、不断裂为止；
（7）吹干： 采用洁净干燥的压缩空气吹干零件表面，去除零件表面的保护装置；
（8）封孔：采用封孔剂对微弧氧化后的微孔进行封孔；
（9）最终检验。
2.如权利要求1所述的一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，其特征是，所述的保护装置为耐高温胶带、薄金属片或根据零件形状设计的可将非微弧氧化表面进行防护的专用工装。
3.如权利要求1所述的一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，其特征是，所述的封孔剂为有机类封孔剂。
4.如权利要求3所述的一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法，其特征是，所述的封孔剂为dichtol-WFT-#1532常温封孔剂。
CN201410017247.4A 2014-01-15 2014-01-15 一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法 Pending CN103789810A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410017247.4A CN103789810A (zh) 2014-01-15 2014-01-15 一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410017247.4A CN103789810A (zh) 2014-01-15 2014-01-15 一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103789810A true CN103789810A (zh) 2014-05-14

Family

ID=50665850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410017247.4A Pending CN103789810A (zh) 2014-01-15 2014-01-15 一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103789810A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025345A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 浙江天能能源科技股份有限公司 一种锂离子电池
CN107166343A (zh) * 2017-06-14 2017-09-15 乐山市同源科技有限公司 提高led辐射散热的方法
CN109161948A (zh) * 2018-11-23 2019-01-08 西安工业大学 一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺及装置
CN111850671A (zh) * 2020-08-04 2020-10-30 安徽普冈电子材料有限公司 一种低压阳极腐蚀箔用电解槽
CN112111773A (zh) * 2020-08-14 2020-12-22 南京海创表面处理技术有限公司 一种镁合金工件微弧氧化表面处理方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744872A (en) * 1986-05-30 1988-05-17 Ube Industries, Ltd. Anodizing solution for anodic oxidation of magnesium or its alloys
US20030075453A1 (en) * 2001-10-19 2003-04-24 Dolan Shawn E. Light metal anodization
CN2755106Y (zh) * 2004-12-06 2006-02-01 西安理工大学 铝\镁合金管材及异型件微弧氧化处理装置
CN101092694A (zh) * 2007-08-15 2007-12-26 李克清 镁合金的表面处理方法
CN101239009A (zh) * 2008-01-29 2008-08-13 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 可控降解的微弧氧化金属支架及其制备方法
CN101270495A (zh) * 2008-04-21 2008-09-24 华南理工大学 合金表面微弧氧化制备防腐抗磨陶瓷涂层的方法
CN101709497A (zh) * 2009-12-24 2010-05-19 江西科技师范学院 一种环保型镁合金化学转化膜和微弧氧化膜封孔溶液以及封孔方法
CN102041541A (zh) * 2010-11-30 2011-05-04 沈阳理工大学 二氧化硅溶胶浸渍微弧氧化法制备镁合金微弧氧化膜
CN102560302A (zh) * 2012-01-19 2012-07-11 河海大学 一种制备强韧性耐蚀az91d镁合金的组合加工方法
CN103085379A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 中国科学院金属研究所 镁合金表面微弧氧化纳米自组装金属陶瓷涂层及制备方法
CN103320841A (zh) * 2013-05-10 2013-09-25 上海理工大学 一种镁合金微弧氧化溶液配方及其应用方法
KR20130126793A (ko) * 2012-04-19 2013-11-21 (주) 유원컴텍 백색을 갖는 금속의 표면 처리 방법

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4744872A (en) * 1986-05-30 1988-05-17 Ube Industries, Ltd. Anodizing solution for anodic oxidation of magnesium or its alloys
US20030075453A1 (en) * 2001-10-19 2003-04-24 Dolan Shawn E. Light metal anodization
CN2755106Y (zh) * 2004-12-06 2006-02-01 西安理工大学 铝\镁合金管材及异型件微弧氧化处理装置
CN101092694A (zh) * 2007-08-15 2007-12-26 李克清 镁合金的表面处理方法
CN101239009A (zh) * 2008-01-29 2008-08-13 乐普（北京）医疗器械股份有限公司 可控降解的微弧氧化金属支架及其制备方法
CN101270495A (zh) * 2008-04-21 2008-09-24 华南理工大学 合金表面微弧氧化制备防腐抗磨陶瓷涂层的方法
CN101709497A (zh) * 2009-12-24 2010-05-19 江西科技师范学院 一种环保型镁合金化学转化膜和微弧氧化膜封孔溶液以及封孔方法
CN102041541A (zh) * 2010-11-30 2011-05-04 沈阳理工大学 二氧化硅溶胶浸渍微弧氧化法制备镁合金微弧氧化膜
CN103085379A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 中国科学院金属研究所 镁合金表面微弧氧化纳米自组装金属陶瓷涂层及制备方法
CN102560302A (zh) * 2012-01-19 2012-07-11 河海大学 一种制备强韧性耐蚀az91d镁合金的组合加工方法
KR20130126793A (ko) * 2012-04-19 2013-11-21 (주) 유원컴텍 백색을 갖는 금속의 표면 처리 방법
CN103320841A (zh) * 2013-05-10 2013-09-25 上海理工大学 一种镁合金微弧氧化溶液配方及其应用方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106025345A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 浙江天能能源科技股份有限公司 一种锂离子电池
CN106025345B (zh) * 2016-07-01 2019-03-05 浙江天能能源科技股份有限公司 一种锂离子电池
CN107166343A (zh) * 2017-06-14 2017-09-15 乐山市同源科技有限公司 提高led辐射散热的方法
CN109161948A (zh) * 2018-11-23 2019-01-08 西安工业大学 一种用于舰载机局部防腐扫描式微弧氧化处理工艺及装置
CN111850671A (zh) * 2020-08-04 2020-10-30 安徽普冈电子材料有限公司 一种低压阳极腐蚀箔用电解槽
CN111850671B (zh) * 2020-08-04 2021-06-18 安徽普冈电子材料有限公司 一种低压阳极腐蚀箔用电解槽
CN112111773A (zh) * 2020-08-14 2020-12-22 南京海创表面处理技术有限公司 一种镁合金工件微弧氧化表面处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104087996B (zh) 铝合金表面易洁性微弧氧化陶瓷膜层的制备方法
CN103789810A (zh) 一种镁合金表面制备微弧氧化陶瓷膜层的方法
CN102080248A (zh) 一种镁合金微弧氧化膜的制备方法
CN102304743B (zh) 一种铝及铝合金表面电化学氧化膜封孔方法
CN103276435B (zh) 铝或铝合金表面微纳米加工方法及铝或铝合金结构
CN103556202A (zh) 一种钛合金接触法阳极氧化的实施方法
CN102041538A (zh) 一种铝铜合金微弧氧化膜层制备方法
CN103526258A (zh) 二步法铸铝合金微弧氧化处理方法
CN102828216A (zh) 一种常温微弧氧化膜封孔方法
CN104746072B (zh) 一种镁合金微弧离子镀表面处理方法
CN109023468B (zh) 2xxx铝及铝合金表面高耐磨自润滑微弧氧化膜层的制备方法
CN104711652A (zh) 用于处理硬铝合金的高硬度硬质阳极化工艺
WO2016101877A1 (zh) 通讯设备金属外壳及其制备方法
CN103469280B (zh) 镁合金微弧氧化电解液及利用该电解液对镁合金表面黑色陶瓷化处理的工艺
CN110952123A (zh) 一种高耐蚀性铝合金阳极氧化防护层的制备方法
CN110565147A (zh) 一种钛合金工件局部微弧氧化装置和方法
CN101698955A (zh) 不锈钢、钛及钛合金电化学发黑方法
CN104451810B (zh) 一种低温电解渗硼用渗硼剂及渗硼工艺
CN103147112A (zh) 一种电解液及其用于制备核燃料棒锆合金包壳微弧氧化膜的用途和方法
CN104404601A (zh) Mg-Gd-Y-Zr铸造镁合金的一种微弧氧化处理工艺
CN103628122A (zh) 镀铜线剥挂工艺
KR100929929B1 (ko) 방폭전선배관용 유니언 커플링의 제조방법
CN111394770B (zh) 镁铝合金表面镀膜工艺
CN104439573B (zh) 硝酸钠电解液掩模电解加工tc4钛合金的加工工艺
CN110724980B (zh) 一种不锈钢螺栓局部镀铬方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140514