CN113755927A - 镁钕合金零件及其复合氧化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镁钕合金零件及其复合氧化处理方法，该处理方法包括：将镁钕合金零件进行简单的除油处理后，将零件直接置于导电氧化液中，生成导电氧化膜，然后将镁钕合金需要保留导电的部位进行涂胶保护，之后进行微弧氧化处理，氧化时，以镁钕合金零件作为阳极，以不锈钢作为阴极，进行氧化处理，形成微弧氧化膜层；由于微弧氧化膜层厚度可控，通过此种方法，即保证了高精度尺寸零件的装配需求，又在零件表面获得导电氧化微弧氧化膜涂层，这种涂层即保证了零件局部导电的需求，同时耐蚀性也得到大幅的提高。
Description
技术领域
本发明属于高强耐热镁钕合金表面处理技术领域，具体涉及一种高精度尺寸高强耐热镁钕合金零件及复合氧化处理方法。
背景技术
随着航空航天领域轻量化的迫切需求，轻质高强耐热镁合金已成为先进材料技术领域的竞争热点和重点。镁钕合金以其优异的铸造性能、力学性能、耐蚀性能，已成功用于多种汽车、航空航天、军工产品的生产制造。然而镁合金在金属结构材料中具有最低的标准电极电位，自身氧化膜疏松多孔，未能达到结构材料或零件对自身材料耐蚀性的要求，因此，镁钕合金需要采取一定的防腐处理来提高其耐蚀性。
微弧氧化作为一种新兴的表面处理手段，通过该方法获得的膜层具有结构紧密、结合力高、耐蚀性强、硬度高等特点。通过此种处理方法，可以大幅改善镁合金的耐蚀性能。但该方法获得的膜层为陶瓷膜层，不具有导电性，无法满足特殊工况的使用。导电氧化是采用化学转化的方法，在镁合金基体表面生成一层化学转化膜，该膜层在提高基体耐蚀性的同时保留了接触面的导电性，从而满足耐蚀、导电复杂工况的应用条件。
但导电氧化前处理液和活化液均为酸性溶液，经处理后零件尺寸减小约20-30μm。对于零件上公差带要求为12-15μm的关键尺寸，经上述处理后尺寸减小较大，影响装配。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明的首要目的是提供一种在高强耐热镁钕合金零件表面获得高精度尺寸要求的微弧氧化复合导电氧化的表面处理方法。
本发明第二个目的是提供上述处理得到的镁钕合金零件。
为达到上述目的，本发明的解决方案是：
一种镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其包括如下步骤：
(1)、将镁钕合金零件进行除油处理，并超声，得到处理的镁钕合金零件；
(2)、将处理的镁钕合金零件进行导电氧化处理，并清洗，得到导电氧化的镁钕合金零件；
(3)、使用保护剂涂刷在导电氧化的镁钕合金零件的保护处理区域，干燥得到保护处理的镁钕合金零件；
(4)、将保护处理的镁钕合金零件浸入微弧氧化电解液中，该零件接入阳极，不锈钢板接入阴极，进行微弧氧化处理，之后清洗，烘干，得到表面具有微弧氧化膜层的镁钕合金零件。
优选地，步骤(1)中，除油处理中的除油剂的成分包括5-20g/L硅酸钠和0.5-2g/L氢氧化钠。
优选地，步骤(1)中，除油处理的温度为25-40℃，除油处理的时间为1-5min。
优选地，步骤(2)中，导电氧化处理过程中，电解液的成分包括15-30g/L磷酸、5-15g/L四水硝酸钙和3-10g/L偏钒酸铵。
优选地，步骤(2)中，导电氧化处理的温度为20-25℃，导电处理的时间为15-60s。
优选地，步骤(3)中，保护剂选自硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂中的一种以上，硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂的质量比为(2-4):(5-6.5):(0.5-0.7)。
优选地，步骤(4)中，微弧氧化电解液的成分包括5-10g/L硅酸钠和2-8g/L氢氧化钠。
优选地，步骤(4)中，微弧氧化处理的工艺参数为：频率为100-800Hz，正向占空比为10-30％，电流密度为2-8A/dm2。
优选地，步骤(4)中，微弧氧化处理的时间为3-10min；烘干的温度为40-50℃，烘干的时间为5-10min。
优选地，步骤(4)中，微弧氧化膜层的厚度为15±3μm。
为达到上述第二个目的，本发明的解决方案是：
一种镁钕合金零件由上述的处理方法得到。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
第一、经过本处理方法的高强耐热镁钕合金零件的微弧氧化膜层耐蚀性较好；由于导电氧化膜膜层很薄，因此工件导电面具有良好的导电性。
第二、该方法得到的涂层既保证了镁钕合金表面的防腐性能，又实现了导电性能的要求。
第三、由于微弧氧化膜层厚度可控，导电氧化膜本身很薄，通过此种方法，可获得满足高精度尺寸要求的导电氧化微弧氧化复合涂层。
具体实施方式
本发明提供了一种镁钕合金零件及其复合氧化处理方法。
<镁钕合金零件的复合氧化处理方法>
本发明的镁钕合金零件的复合氧化处理方法包括如下步骤：
(1)、镁钕合金表面除油处理：将镁钕合金零件进行除油处理，然后用去离子水进行超声清洗，得到处理的镁钕合金零件；
(2)、导电氧化处理：将处理的镁钕合金零件进行导电氧化处理，处理后用去离子水清洗，得到导电氧化的镁钕合金零件；
(3)、防护处理：使用保护剂均匀涂刷在导电氧化的镁钕合金零件需要保护处理的区域，涂刷完成后自然风干，得到保护处理的镁钕合金零件；
(4)、微弧氧化处理：将保护处理的镁钕合金零件整体浸入微弧氧化电解液中，该零件接入阳极，不锈钢板接入阴极，按照工艺要求进行微弧氧化处理，处理完成后将零件用去离子水清洗、烘干，烘干后，得到表面具有微弧氧化膜层的镁钕合金零件。
其中，在步骤(1)中，除油处理中的除油剂的成分包括5-20g/L硅酸钠和0.5-2g/L氢氧化钠。
在步骤(1)中，除油处理的温度为25-40℃，除油处理的时间为1-5min。
在步骤(2)中，导电氧化处理过程中，电解液的成分包括15-30g/L磷酸、5-15g/L四水硝酸钙和3-10g/L偏钒酸铵。
在步骤(2)中，导电氧化处理的温度为20-25℃，导电氧化处理的时间为15-60s。
在步骤(3)中，保护剂选自硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂中的一种以上，硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂的质量比为(2-4):(5-6.5):(0.5-0.7)。
在步骤(4)中，微弧氧化电解液的成分包括5-10g/L硅酸钠和2-8g/L氢氧化钠。
在步骤(4)中，微弧氧化处理的工艺参数为：频率为100-800Hz，正向占空比为10-30％，电流密度为2-8A/dm2。
在步骤(4)中，微弧氧化处理的时间为3-10min；烘干的温度为40-50℃，烘干的时间为5-10min。
在步骤(4)中，微弧氧化膜层的厚度为15±3μm。
<镁钕合金零件的复合氧化处理方法>
本发明的镁钕合金零件由上述的处理方法得到。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1：
本实施例的镁钕合金零件的复合氧化处理方法包括如下步骤：
(1)、镁钕合金表面除油处理：将镁钕合金零件置于除油剂中进行除油处理，然后用去离子水进行超声清洗，得到处理的镁钕合金零件；其中，除油处理过程中，除油剂的成分包括8g/L硅酸钠和1.5g/L氢氧化钠；除油处理的温度为30℃，时间为2min。
(2)、导电氧化处理：将处理的镁钕合金零件进行导电氧化处理，处理后用去离子水清洗，得到导电氧化的镁钕合金零件；其中，导电氧化处理过程中，电解液的成分包括15g/L磷酸、5g/L四水硝酸钙和3g/L偏钒酸铵；导电氧化处理的温度为25℃，时间为60s。
(3)、防护处理：按照质量比为2:6.5:0.5的硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂，配制保护剂，使用保护剂均匀涂刷在导电氧化的镁钕合金零件需要保护处理的区域，涂刷完成后自然风干，得到保护处理的镁钕合金零件。
(4)、微弧氧化处理：将保护处理的镁钕合金零件整体浸入微弧氧化电解液中，该零件接入阳极，不锈钢板接入阴极，按照工艺要求进行微弧氧化处理，处理完成后将零件用去离子水清洗、烘干，烘干后，得到表面具有微弧氧化膜层的镁钕合金零件。其中，微弧氧化电解液的成分包括5g/L硅酸钠和6g/L氢氧化钠；微弧氧化处理的工艺参数为：频率为500Hz，正向占空比为20％，电流密度为5A/dm2，微弧氧化处理的时间为5min；烘干的温度为40℃，烘干的时间为7min；微弧氧化膜层的厚度为14μm。
实施例2：
本实施例的镁钕合金零件的复合氧化处理方法包括如下步骤：
(1)、镁钕合金表面除油处理：将镁钕合金零件置于除油剂中进行除油处理，然后用去离子水进行超声清洗，得到处理的镁钕合金零件；其中，除油处理过程中，除油剂的成分包括20g/L硅酸钠和0.5g/L氢氧化钠；除油处理的温度为25℃，时间为1min。
(2)、导电氧化处理：将处理的镁钕合金零件进行导电氧化处理，处理后用去离子水清洗，得到导电氧化的镁钕合金零件；其中，导电氧化处理过程中，电解液的成分包括25g/L磷酸、10g/L四水硝酸钙和5g/L偏钒酸铵；导电氧化处理的温度为25℃，时间为20s。
(3)、防护处理：按照质量比为3:5.5:0.6的硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂，配制保护剂，使用保护剂均匀涂刷在导电氧化的镁钕合金零件需要保护处理的区域，涂刷完成后自然风干，得到保护处理的镁钕合金零件。
(4)、微弧氧化处理：将保护处理的镁钕合金零件整体浸入微弧氧化电解液中，该零件接入阳极，不锈钢板接入阴极，按照工艺要求进行微弧氧化处理，处理完成后将零件用去离子水清洗、烘干，烘干后，得到表面具有微弧氧化膜层的镁钕合金零件。其中，微弧氧化电解液的成分包括8g/L硅酸钠和3g/L氢氧化钠；微弧氧化处理的工艺参数为：频率为400Hz，正向占空比为10％，电流密度为8A/dm2，微弧氧化处理的时间为7min；烘干的温度为45℃，烘干的时间为10min；微弧氧化膜层的厚度为17μm。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术人员显然可以容易的对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、将镁钕合金零件进行除油处理，并超声，得到处理的镁钕合金零件；
(2)、将所述处理的镁钕合金零件进行导电氧化处理，并清洗，得到导电氧化的镁钕合金零件；
(3)、使用保护剂涂刷在所述导电氧化的镁钕合金零件的保护处理区域，干燥得到保护处理的镁钕合金零件；
(4)、将所述保护处理的镁钕合金零件浸入微弧氧化电解液中，该零件作为阳极，不锈钢板作为阴极，进行微弧氧化处理，之后清洗，烘干，得到表面具有微弧氧化膜层的镁钕合金零件。
2.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述除油处理中的除油剂的成分包括5-20g/L硅酸钠和0.5-2g/L氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(1)中，所述除油处理的温度为25-40℃，所述除油处理的时间为1-5min。
4.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述导电氧化处理过程中，电解液的成分包括15-30g/L磷酸、5-15g/L四水硝酸钙和3-10g/L偏钒酸铵。
5.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(2)中，所述导电氧化处理的温度为20-25℃，所述导电氧化处理的时间为15-60s。
6.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(3)中，所述保护剂选自硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂中的一种以上，所述硅橡胶、醋酸正戊酯和环氧树脂的质量比为(2-4):(5-6.5):(0.5-0.7)。
7.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(4)中，所述微弧氧化电解液的成分包括5-10g/L硅酸钠和2-8g/L氢氧化钠。
8.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(4)中，所述微弧氧化处理的工艺参数为：频率为100-800Hz，正向占空比为10-30％，电流密度为2-8A/dm2。
9.根据权利要求1所述的镁钕合金零件的复合氧化处理方法，其特征在于：步骤(4)中，所述微弧氧化处理的时间为3-10min；所述烘干的温度为40-50℃，烘干的时间为5-10min；和/或，
步骤(4)中所述微弧氧化膜层的厚度为15±3μm。
10.一种镁钕合金零件，其特征在于：其由权利要求1-9任一项所述的处理方法得到。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211207 |