CN110863224A - 一种有色金属零件微弧氧化保护剂及局部保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为4～8:2～4:0.5～1的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂，本发明能够长时间抵抗瞬时高温、持续放电的冲击，在微弧氧化时对零件上需要局部保护的区域进行保护。本发明还公开了一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，包括零件表面预处理、保护剂配制、零件局部保护处理、微弧氧化处理、清洗，最终完成零件的微弧氧化局部保护，本发明不受零件形状、尺寸限制，有选择的使需要保护的零件表面不会被电解液氧化而改变零件的原始机械加工状态。

Description

一种有色金属零件微弧氧化保护剂及局部保护方法

技术领域

本发明属于材料表面工程技术领域，具体涉及一种有色金属零件微弧氧化保护剂，还涉及一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法。

背景技术

微弧氧化是近年发展迅速的表面处理技术，它将Al、Mg、Ti、Ta、Nb等阀金属及其合金整体置于特殊电解液中，利用电化学方法，在材料表面微孔中产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，在阀金属表面原位生成以基体为主氧化物的陶瓷膜层。通过这种方法获得的膜层，其性能特别优异，硬度高、抗蚀性能强、绝缘、耐高温冲击等，使其在军工产品上有广泛的应用。

但是由于微弧氧化所获得的膜层，会在一定程度上改变材料基体的表面状态，如不同的膜层厚度对产品尺寸影响较大，且工程生产过程该影响难以控制；不同的膜层厚度具有不同的表面粗糙度，从而改变了基体的表面光洁度；微弧氧化膜层本身具有很高的绝缘电阻，不导电等等，这些特性会导致微弧氧化工艺的应用范围受限。

工程上很多产品均存在部分结构要求精度高，尺寸公差小，表面光洁度要求高，有的还需要具有导电特性等等。该类区域如果进行微弧氧化表面处理，将直接改变产品基体表面机械加工状态。因此，针对此类结构的产品，在进行微弧氧化处理时，就存在不宜氧化的区域，需要对此类区域进行局部保护。

由于微弧氧化本身工艺特性，氧化过程中材料表面微孔中产生的火花放电斑点(弧光放电)，其瞬间温度将达到几千K，同时伴随剧烈的持续高压放电过程，这些因素导致很难找到一种材料能够长时间抵抗瞬时高温、持续放电的冲击，保证保护材料不被破坏，从而良好的实现零件微弧氧化时的局部保护效果。如工程上常见的绝缘胶(带)、可剥胶(漆)、密封胶(漆)等，实际应用过程中，在微弧氧化初期(阳极氧化阶段)具有一定保护效果，能阻止微弧氧化的发生，但随着微弧氧化的进一步发展，此类保护材料与零件接触的边缘位置，将产生剧烈的弧光放电，保护材料很快会被烧蚀，逐步脱落，最终零件将被氧化，失去保护效果。

同时，工程上也有利用特殊的工装，来实现微弧氧化时的局部保护效果。例如中国专利《有色金属制品微弧氧化处理的局部屏蔽方法》(申请日：2005.11.29，申请号：200510057407.9，公告日：2007.06.13，公告号：CN1978712A)公开了根据有色金属制品微弧氧化不必作微弧氧化处理的局部表面形状制作用于屏蔽该局部的物件，把成型的用于屏蔽的物件填充或覆盖在制品不必作微弧氧化处理的部位；然后进行后续氧化处理，最后取下用于屏蔽该局部的物件。该类方法虽然也能实现零件微弧氧化的局部保护，但操作复杂，实际工程使用过程受待处理零件几何形状尺寸影响较大，特别对一些腔体、形状复杂的零件适用性很差，难以广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种有色金属零件微弧氧化保护剂，能够长时间抵抗瞬时高温、持续放电的冲击，在微弧氧化时对零件上需要局部保护的区域进行保护。

本发明的另一目的是提供一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，不受零件形状、尺寸限制，有选择的使需要保护的零件表面不会被电解液氧化而改变零件的原始机械加工状态

本发明所采用的第一种技术方案是，一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为4～8:2～4:0.5～1的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对待微弧氧化的零件上需要进行保护处理的区域除油，清洗，烘干；

步骤2、保护剂配制

按照以下质量比进行配制保护剂，硅橡胶：PVB：环氧树脂＝4～8:2～4:0.5～1；

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，涂刷完成后自然风干，得到保护处理完成零件；

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件；

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，清洗擦拭干净、风干，完成零件的微弧氧化局部保护。

本发明第二种技术方案的特点还在于，

步骤1中采用丙酮对待微弧氧化的零件进行除油，采用去离子水进行清洗。

步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝4～8:2～4:0.5～1，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

保护剂的有效使用时间为28-32min。

步骤3中自然风干时间为6h以上。

步骤5中撕掉微弧氧化零件表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净。

本发明的有益效果是：

本发明一种有色金属零件微弧氧化保护剂，能够长时间抵抗瞬时高温、持续放电的冲击，在微弧氧化时对零件上需要局部保护的区域有选择的进行保护，使需要保护的零件表面不会被电解液氧化而改变零件的原始机械加工状态，易于清理，适用零件广泛，且不受零件的几何形状、尺寸所限。

本发明一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，使用本发明的有色金属零件微弧氧化保护剂对零件局部保护保护处理，再进行微弧氧化，被保护区域与氧化区域有较为明显的分界，保护效果良好；对一些局部要求较高的零件具有良好的应用效果，处理后的零件既具有微弧氧化膜层的优异性能，局部区域又保留了零件本身的机械加工性能；该方法操作简单，适用零件广泛，且不受零件的几何形状、尺寸所限，可广泛应用于可微弧氧化处理的有色金属制品，极大的适应了零件的不同工艺要求，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1实施例1微弧氧化局部保护后的ZL205A铝合金零件实物图；

图2实施例2微弧氧化局部保护后的MB5镁合金零件实物图。

图中，1.未保护区域a，2.保护区域b，3.未保护区域c，4.保护区域d。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为4～8:2～4:0.5～1的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本发明一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对待微弧氧化的零件上需要进行保护处理的区域采用丙酮除油，采用去离子水清洗，烘干。

步骤2、保护剂配制

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝4～8:2～4:0.5～1，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，保护剂的有效使用时间为28-32min，涂刷完成后自然风干6h以上，得到保护处理完成零件。

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件。

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净、风干，完成零件的微弧氧化局部保护。

本发明一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，对零件进行局部保护处理之前，需要确保零件表面无水无油，经过多次涂刷本发明的有色金属零件微弧氧化保护剂后，待彻底固化，然后将零件整体置入微弧氧化电解液中进行正常氧化；待微弧氧化结束，取出零件，清洗干净，撕掉胶粘剂，清洗干净，即完成零件微弧氧化局部保护。

实施例1

本实施例提供一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为4:2:0.5的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本实施例还提供一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，对ZL205A铝合金零件上需要保护的边缘区域进行保护，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对ZL205A铝合金零件上需要进行保护处理的区域采用丙酮除油，采用去离子水清洗，烘干。

步骤2、保护剂配制

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝4:2:0.5，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在ZL205A铝合金零件需要保护处理的区域，保护剂的有效使用时间为30min，涂刷完成后自然风干6h以上，得到保护处理完成零件。

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件。

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净、风干，完成ZL205A铝合金零件的微弧氧化局部保护。

微弧氧化局部保护后的ZL205A铝合金零件如图1所示，采用TT260型覆层测厚仪对其不同区域进行微弧氧化膜层厚度检测，结果显示：未保护区域a1处膜层厚度为30～35μm，采用本发明的保护剂保护区域b2处膜层厚度为0，且保护区域界线明确，保护效果良好。

实施例2

本实施例提供一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为8:4:1的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本实施例还提供一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，对MB5镁合金零件上需要保护的边缘区域进行保护，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对MB5镁合金零件上需要进行保护处理的区域采用丙酮除油，采用去离子水清洗，烘干。

步骤2、保护剂配制

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝8:4:1，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，保护剂的有效使用时间为30min，涂刷完成后自然风干6h以上，得到保护处理完成零件。

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件。

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净、风干，完成MB5镁合金零件的微弧氧化局部保护。

微弧氧化局部保护后的MB5镁合金零件如图2所示，采用TT260型覆层测厚仪对其不同区域进行微弧氧化膜层厚度检测，结果显示：未保护区域c3处膜层厚度为30～35μm，采用本发明保护剂的保护区域d4处膜层厚度为0，且保护区域界线明确，保护效果良好。

实施例3

本实施例提供一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为5:3:0.6的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本实施例还提供一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对待微弧氧化的零件上需要进行保护处理的区域采用丙酮除油，采用去离子水清洗，烘干。

步骤2、保护剂配制

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝5:3:0.6，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，保护剂的有效使用时间为28min，涂刷完成后自然风干6h以上，得到保护处理完成零件。

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件。

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净、风干，完成零件的微弧氧化局部保护。

实施例4

本实施例提供一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为6:3:1的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本实施例还提供一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对待微弧氧化的零件上需要进行保护处理的区域采用丙酮除油，采用去离子水清洗，烘干。

步骤2、保护剂配制

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝6:3:1，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，保护剂的有效使用时间为32min，涂刷完成后自然风干6h以上，得到保护处理完成零件。

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件。

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净、风干，完成零件的微弧氧化局部保护。

实施例5

本实施例提供一种有色金属零件微弧氧化保护剂，包括质量比为7:2:0.5的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

本实施例还提供一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对待微弧氧化的零件上需要进行保护处理的区域采用丙酮除油，采用去离子水清洗，烘干。

步骤2、保护剂配制

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝7:2:0.5，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，保护剂的有效使用时间为29min，涂刷完成后自然风干6h以上，得到保护处理完成零件。

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件。

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净、风干，完成零件的微弧氧化局部保护。

Claims (7)

1.一种有色金属零件微弧氧化保护剂，其特征在于，包括质量比为4～8:2～4:0.5～1的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂。

2.一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、零件表面预处理

对待微弧氧化的零件上需要进行保护处理的区域除油，清洗，烘干；

步骤2、保护剂配制

按照以下质量比进行配制保护剂，硅橡胶：PVB：环氧树脂＝4～8:2～4:0.5～1；

步骤3、零件局部保护处理

将配制好的保护剂在有效使用时间内均匀涂刷在零件需要保护处理的区域，涂刷完成后自然风干，得到保护处理完成零件；

步骤4、微弧氧化处理

将保护处理完成零件接上阳极，整体浸入微弧氧化电解液中，按照工艺要求进行微弧氧化，得到微弧氧化零件；

步骤5、清洗

将微弧氧化零件清洗干净，撕掉其表面的保护剂后，清洗擦拭干净、风干，完成零件的微弧氧化局部保护。

3.根据权利要求2所述的一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，其特征在于，所述步骤1中采用丙酮对待微弧氧化的零件进行除油，采用去离子水进行清洗。

4.根据权利要求2所述的一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：

步骤2.1、按照质量比硅橡胶：PVB：环氧树脂＝4～8:2～4:0.5～1，取定量的硅橡胶、聚乙烯醇缩丁醛PVB和环氧树脂；

步骤2.2、将定量的硅橡胶置于容器中，加入定量的PVB，加入PVB的过程中不断搅拌，得到硅橡胶PVB混合液；

步骤2.3、向硅橡胶PVB混合液中加入定量的环氧树脂，并搅拌均匀，制得保护剂。

5.根据权利要求2所述的一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，其特征在于，所述保护剂的有效使用时间为28-32min。

6.根据权利要求2所述的一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，其特征在于，所述步骤3中自然风干时间为6h以上。

7.根据权利要求1所述的一种有色金属零件微弧氧化的局部保护方法，其特征在于，所述步骤5中撕掉微弧氧化零件表面的保护剂后，采用丙酮清洗擦拭干净。

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