[发明专利]硅溶胶改性Mg－Li合金表面等离子体氧化处理液及处理方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及的是一种合金的表面处理方法，具体地说是一种Mg-Li合金的表面处理方法。 

(二)背景技术

Mg-Li合金是最轻的金属结构材料，密度只有1.30-1.65g/m³，比标准镁合金轻10-30％。这种合金具有一系列优点和特点：单位弹性模量高、抗压屈服极限超出普通镁合金2/3-1倍、冲击韧性好、抗弯强度大、塑性好、容易变形加工、容易焊接成形、比热容量大、导热性低。使其成为一种性能较为优异的超轻结构材料。Mg-Li合金的广泛应用可以满足航空、航天、汽车和电子工业对轻质材料的迫切需求，提高能源的利用率，降低环境污染，为国家的可持续发展提供有力的保障。对于提高国家的航空航天技术水平，国防能力及汽车电子等基础工业的水平具有长远的战略意义。但其耐腐蚀性能差成为制约其广泛应用的主要因素。 

目前对改善Mg-Li合金的性能的研究主要集中在在合金中添加元素的方法方面，关于Mg-Li合金表面处理技术的公开报道比较少。 

等离子体电解氧化是将铝、镁、钛等阀金属或其合金置于电解质溶液中，利用电化学方法使材料表面产生微火花放电，在热化学、电化学和等离子体化学的共同作用下在材料表面原位生长陶瓷膜层的方法。鉴于其独特的制备方法，所生长的陶瓷膜层具有防腐、绝缘、耐热、耐冲击、耐磨损以及与基体结合牢固等优异性能。然而，等离子体过程中火花放电的本质决定了等离子体电解氧化膜表面多微孔及微裂纹的形貌特征，等离子体电解氧化膜中固有的结构缺陷降低了等离子体电解氧化膜的耐蚀性能，通过改进等离子体电解液能够实现对等离子体陶瓷膜结构组成的有效调整，进一步提高Mg-Li合金的耐腐蚀性能。 

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种高效、低成本、工序简单、对环境无污染、能够提高Mg-Li合金耐腐蚀性能，拓宽Mg-Li合金应用范围的硅溶胶改性Mg-Li合金表面等离子体氧化处理液。本发明的目的还在于提供一种采用硅溶胶改性Mg-Li合金表面等离子体氧化处理液的Mg-Li合金表面氧化处理方法。 

本发明的目的是这样实现的： 

本发明的硅溶胶改性Mg-Li合金表面等离子体氧化处理液是由硅酸盐3-30g/L、氢氧化钠1-10g/L、三乙醇胺10-30mL/L、硅溶胶2-30mL/L和余量的蒸馏水组成的pH值为12-14的混合液。 

本发明的采用硅溶胶改性Mg-Li合金表面等离子体氧化处理液的Mg-Li合金表面氧化处理方法为：对Mg-Li合金进行前处理，将经过前处理的Mg-Li合金置于等离子体电解氧化系统的电解液中，电解液组成为硅酸盐3-30g/L、氢氧化钠1-10g/L、三乙醇胺10-30mL/L、硅溶胶2-30mL/L和余量的蒸馏水，调pH值为12-14，将经过前处理的Mg-Li合金置于电解液中，挂件与Mg-Li合金之间用螺纹连接，样品完全浸入等离子体电解氧化电解液，电源调到直流脉冲档，采用恒流等离子体电解氧化模式，脉冲频率2000Hz、占空比15％、电流密度5A/dm²、氧化时间10min。 

所述的对Mg-Li合金进行前处理是采用240#、1000#、2000#砂纸依次打磨Mg-Li合金，然后用蒸馏水冲洗；将打磨后的Mg-Li合金置于丙酮溶液中用超声波清洗5分钟，用蒸馏水冲洗；最后用乙醇冲洗并吹干。 

对采用本发明的硅溶胶改性Mg-Li合金表面等离子体氧化处理液及表面氧化处理方法得到的Mg-Li合金进行结果分析，分析结果如下： 

1、电压-时间曲线