CN106854771A - 镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法 - Google Patents

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鞠鹏飞
王闻杰
苏培博
吴超
郭立杰
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/30—Anodisation of magnesium or alloys based thereon
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Abstract

本发明公开了镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法包括：步骤一、表面清洁；步骤二、微弧氧化制膜；步骤三、干燥。

Description

镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法
技术领域
本发明涉及材料表面处理领域，特别涉及镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法。
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，在镁合金表面形成一层耐腐蚀、耐磨的热控层是本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明解决的问题是需要航天器表面形成一层耐腐蚀、耐磨的热控层；为解决所述问题，本发明提供镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法。
本发明提供的镁合金表面陶瓷膜层原位生长方法包括：步骤一、表面清洁；步骤二、微弧氧化制膜；步骤三、冷却。
进一步，所述步骤二采用的电解液包括：磷酸钠10-30g/L，氢氧化钾2-10g/L，氟化钠0.5-2g/L，硫酸铜1-5 g/L，钒酸铵 2-10g/L。
进一步，微弧氧化制膜的工艺参数为：电流密度2-5A/dm2，频率50-500Hz，占空比10-40%，时间6-20min，温度10-30℃。
进一步，所述表面清洁包括：依次有机溶剂除油、化学除油、热水洗、纯水洗；有机溶剂采用航空汽油；化学除油采用溶液的成分包括：碳酸钠30~60g/L、硅酸钠20~30g/L、磷酸钠40~60g/L、表面活性剂。
进一步，化学除油的时间为5~10分钟，温度为70-80℃。
本发明的优点包括：
本发明创造性地提出了在镁合金产品表面进行微弧氧化制备热控膜层的方法，通过该方法可以得到发射率（εH）不低于0.88，太阳吸收率（αs）不大于0.86，摩擦系数不大于0.35，磨损率不大于1.5*10-5mm3/Nm的黑色耐磨热控涂层。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。
具体实施方式
下文中，结合实施例对本发明的精神和实质作进一步阐述。
本发明提供的镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法，包括：步骤一、表面清洁；步骤二、微弧氧化制膜；步骤三、干燥。
所述步骤一包括：依次氧化前检查、有机溶剂除油、化学除油、热水洗、纯水洗。有机溶剂除油采用航空汽油进行除油，自然晾干后转化学除油，化学除油，表1所示为化学除油所采用的化学溶液及工艺参数。化学除油完成后，先后采用热水洗和纯水洗，进入微弧氧化制膜工艺。
表1 化学除油工艺
30--60g/L
20--30g/L
40--60 g/L
表面活性剂 少许
温度 70-80℃
时间 5-10min
所述步骤二采用微弧氧化工艺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：磷酸钠10-30g/L，氢氧化钾2-10g/L，氟化钠0.5-2g/L，硫酸铜1-5 g/L，钒酸铵2-10g/L。工艺参数为：电流密度2-5A/dm2，频率50-500Hz，占空比10-40%，时间6-20min，温度10-30℃。
实例1
电解液组分为：磷酸钠15g/L，氢氧化钾5g/L，氟化钠0.8g/L，硫酸铜3g/L，钒酸铵 4g/L。工艺参数为：电流密度3A/dm2，频率60Hz，占空比15%，时间14min，温度15℃。
实例2
电解液组分为：磷酸钠20g/L，氢氧化钾8g/L，氟化钠1.3g/L，硫酸铜4g/L，钒酸铵7g/L。工艺参数为：电流密度3A/dm2，频率100Hz，占空比20%，时间14min，温度15℃。
实例3
电解液组分为：磷酸钠25g/L，氢氧化钾6g/L，氟化钠2g/L，硫酸铜3 g/L，钒酸铵7g/L。工艺参数为：电流密度3A/dm2，频率200Hz，占空比30%，时间15min，温度20℃。
实例4
电解液由以下成分组成：磷酸钠30g/L，氢氧化钾6g/L，氟化钠1.8g/L，硫酸铜4g/L，钒酸铵7g/L。工艺参数为：电流密度5A/dm2，频率400Hz，占空比40%，时间10min，温度20℃。
各实例中电解液组分和工艺参数与制备形成的膜层的物理性质以及表面粘合能力直接相关。
所述步骤三包括：在干燥箱中进行干燥处理。本实例中干燥温度为85±5℃，干燥时间为30 min。最后对产品包装储存。
本发明实施例得到的镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层的发射率（εH）不低于0.88，太阳吸收率（αs）不大于0.86，摩擦系数不大于0.35，磨损率不大于1.5*10-5mm3/Nm，具有良好的热控性能和耐磨性能。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法，其特征在于，包括：步骤一、表面清洁；步骤二、微弧氧化制膜；步骤三、冷却。
2.依据权利要求1所述的镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法，其特征在于，所述步骤二采用的电解液包括：磷酸钠10-30g/L，氢氧化钾2-10g/L，氟化钠0.5-2g/L，硫酸铜1-5 g/L，钒酸铵 2-10g/L。
3.依据权利要求2所述的镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法，其特征在于，微弧氧化制膜的工艺参数为：电流密度2-5A/dm2，频率50-500Hz，占空比10-40%，时间6-20min，温度10-30℃。
4.依据权利要求1所述的镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法，其特征在于，所述表面清洁包括：依次有机溶剂除油、化学除油、热水洗、纯水洗；有机溶剂采用航空汽油；化学除油采用溶液的成分包括：碳酸钠30~60g/L、硅酸钠20~30g/L、磷酸钠40~60g/L、表面活性剂。
5.依据权利要求1所述的镁合金表面热控耐磨陶瓷膜层原位生长方法，其特征在于，化学除油的时间为5~10分钟，温度为70-80℃。
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