CN105442020A - 在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法 - Google Patents

在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法 Download PDF

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鞠鹏飞
吴超
翟运飞
胡玉冰
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Abstract

本发明公开在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法，该方法的工艺流程包括：氧化前检查→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→纯水洗→微弧氧化→冷水洗→纯水洗→干燥→包装，其中，在热控微弧氧化步骤中：电解液由以下成分组成：硅酸钠10-15g/L，氢氧化钾2-5g/L，氟化钠0.5-2g/L，氟锆酸钾1-5g/L，酒石酸钾1-10g/L；工艺参数如下：电流密度4-6A/dm2，频率400-600Hz，占空比30-50%，时间60-90min，温度10-30℃。由此，可以得到的热控涂层的发射率不低于0.86，太阳吸收率不大于0.35，均匀致密，与基体结合力好，同时具有良好的耐蚀性。

Description

在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法
技术领域
本发明涉及材料表面处理技术领域，尤其涉及一种在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法及该发射热控涂层。
背景技术
热控系统为航天器的主要系统之一，航天器一般采取等温化热控设计方案，以被动控制方法为主，辅以局部的主动控制措施。热控涂层为被动温度控制设计中主要的措施之一，即将热控涂层加涂在航天器内、外表面（包括仪器内、外表面）以调节吸收和辐射的热流，实现温度控制。
在航天器中，很多结构件、仪器结构等选用镁合金为加工原材料，由于微弧氧化膜层具有化学稳定高，耐蚀性好以及良好的耐磨性能，在航天领域得到了广泛应用。镁合金微弧氧化膜层属电化学转化膜层，是镁合金表面处理技术中一种常用的方法。通常，在镁合金表面制备微弧氧化膜层时用来提高镁合金的耐蚀性、耐磨性，或者作为一种表面强化手段提高镁合金的粘结性能以及与有机涂层的附着力。但是，现有工艺制造的涂层膜层不均匀和不致密，与基体结合力不好，耐蚀性差。
发明内容
本发明解决的问题是现有工艺制造的涂层膜层不均匀和不致密，与基体结合力不好，耐蚀性差的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法，在热控微弧氧化步骤中：电解液由以下成分组成：硅酸钠10-15g/L，氢氧化钾2-5g/L，氟化钠0.5-2g/L，氟锆酸钾1-5g/L，酒石酸钾1-10g/L；工艺参数如下：电流密度4-6A/dm2，频率400-600Hz，占空比30-50%，时间60-90min，温度10-30℃。
作为进一步方案，所述方法还包括有机溶剂除油步骤，在该步骤中，采用航空汽油进行除油。使用航空汽油除油能去除零件表面的大部分油污，且除油速度快，操作简单。
作为进一步方案，在有机溶剂除油后，还包括化学除油步骤，该步骤的工艺条件如下：
碳酸钠（Na2CO3） 30--60g/L
硅酸钠（Na2SiO3） 20--30g/L
磷酸钠（Na3PO4） 40--60 g/L
表面活性剂 少许
温度 70-80℃
时间 5-10min
化学除油是应用最广的除油方法，它的优点是成本低，除油效果明显。该配方能快速高效的将零件表面的油污完全去除干净，得到一个清洁的表面。
作为进一步方案，所述方法在热控微弧氧化步骤后还包括干燥步骤，在干燥步骤的工艺条件如下：在干燥箱中进行干燥处理，操作条件：温度：85±5℃、时间：30min。通过一定时间下的干燥处理，可以完全去除膜层表面残存的少量液体，保证膜层美观、清洁，同时也可避免因膜层内部溶液的存在而导致的膜层发生腐蚀。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明在热控微弧氧化步骤中采用如下工艺条件：电解液由以下成分组成：硅酸钠10-15g/L，氢氧化钾2-5g/L，氟化钠0.5-2g/L，氟锆酸钾1-5g/L，酒石酸钾1-10g/L；工艺参数如下：电流密度4-6A/dm2，频率400-600Hz，占空比30-50%，时间60-90min，温度10-30℃，通过这些条件可以得到发射率（εH）不低于0.86，太阳吸收率（αs）不大于0.35的低吸收高发射热控涂层，所以，该工艺制备的膜层均匀致密，与基体结合力好，同时具有良好的耐蚀性。
附图说明
图1是本发明在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图1，本发明在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法包括如下步骤：
氧化前检查→有机溶剂除油→化学除油→热水洗→纯水洗→微弧氧化→冷水洗→纯水洗→干燥→包装。
上述工艺步骤具体详述如下：
1、有机溶剂除油：采用航空汽油进行除油，自然凉干后转下道工序。
2、化学除油：工艺条件如下：
碳酸钠（Na2CO3） 30--60g/L
硅酸钠（Na2SiO3） 20--30g/L
磷酸钠（Na3PO4） 40--60 g/L
表面活性剂 少许
温度 70-80℃
时间 5-10min
3、热控微弧氧化：具体工艺条件如下：
在镁合金表面制备热控微弧氧化膜层，其电解液由以下成分组成：硅酸钠10-15g/L，氢氧化钾2-5g/L，氟化钠0.5-2g/L，氟锆酸钾1-5g/L，酒石酸钾1-10g/L。
工艺参数如下：电流密度4-6A/dm2，频率400-600Hz，占空比30-50%，时间60-90min，温度10-30℃
4、干燥：在干燥箱中进行干燥处理，操作条件：温度：85±5℃、时间：30min。
5、包装：用棉纸包扎零件并放入专用包装箱中。
综上所述，本发明在热控微弧氧化步骤中采用如下工艺条件：电解液由以下成分组成：硅酸钠10-15g/L，氢氧化钾2-5g/L，氟化钠0.5-2g/L，氟锆酸钾1-5g/L，酒石酸钾1-10g/L；工艺参数如下：电流密度4-6A/dm2，频率400-600Hz，占空比30-50%，时间60-90min，温度10-30℃，通过这些条件可以得到发射率（εH）不低于0.86，太阳吸收率（αs）不大于0.35的低吸收高发射热控涂层，所以，该工艺制备的膜层均匀致密，与基体结合力好，同时具有良好的耐蚀性。

Claims (3)

1.在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法，其特征是：在热控微弧氧化步骤中：电解液由以下成分组成：硅酸钠10-15g/L，氢氧化钾2-5g/L，氟化钠0.5-2g/L，氟锆酸钾1-5g/L，酒石酸钾1-10g/L；工艺参数如下：电流密度4-6A/dm2，频率400-600Hz，占空比30-50%，时间60-90min，温度10-30℃。
2.如权利要求1所述在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法，其特征是：所述方法还包括有机溶剂除油步骤，在该步骤中，采用航空汽油进行除油。
3.如权利要求1所述在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法，其特征是：在有机溶剂除油后，还包括化学除油步骤，该步骤的工艺条件如下：
碳酸钠（Na2CO3） 30--60g/L 硅酸钠（Na2SiO3） 20--30g/L 磷酸钠（Na3PO4） 40--60 g/L 表面活性剂 少许 温度 70-80℃ 时间 5-10min
如权利要求1所述在镁合金表面通过微弧氧化工艺制备低吸收高发射热控涂层的方法，其特征是：所述方法在热控微弧氧化步骤后还包括干燥步骤，在干燥步骤的工艺条件如下：在干燥箱中进行干燥处理，操作条件：温度：85±5℃、时间：30min。
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