[发明专利]一种微等离子体表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及加工领域，更具体的说，涉及一种微等离子体表面处理方法。

背景技术

微等离子氧化是一种在轻金属表面原位生长陶瓷膜的新技术。美国五十年代在某些兵工厂开始研究阳极火花沉积，前苏联从七十年代中期开始独立研究且具较高水平，八十年代中、后期以来该技术研究已成为国际研究热点并开始应用，采用该技术可在铝、镁、钛合金表面生长一层致密的陶瓷膜，这层保护膜与基体结合力强、尺寸变化小，耐磨损、耐腐蚀、耐热冲击及绝缘性能得到极大改善，在航空、航天、机械、电子、装饰等领域有广泛应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的微等离子体表面处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种微等离子体表面处理方法，包括以下步骤：

A：电解脱脂——根据工件不同将温度控制在20-40℃，电压控制在300-400V，电流适当调整，将工件表面加工时残留的油脂去除；

B：阳极钝化——利用高电压，大电流，快速去除表面自然氧化层，在短时间内获取有利于陶瓷氧化膜快速生长的钝化基体；

C：等离子氧化——将工件置于电解质水溶液中作为阳极，调整电流、电压、脉冲数，利用电化学方法在该材料的表面产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，在钝化基体上生长出所需要的陶瓷氧化层；

D：清洗——利用高压水流，将工件表面加工过程中，附着在表面的物质清除掉；

E：烘干(热封闭)——在80℃-100℃的温度下，将工件基体内的液态分子H2O去除。

优选的，所述步骤C后，还包括步骤C1：重复步骤C，进一步强化氧化层的基体的强度、耐蚀、耐腐的性能要求。

优选的，所述工件为铝合金。

优选的，所述工件为镁合金。

优选的，所述工件为钛合金。

采用本方法制作的金属氧化层具有以下特点：

(1)氧化膜具有陶瓷结构特征。

(2)原位生长。

(3)氧化膜均匀增厚。

(4)无污染：无环保限制元素加入，基本无废水排放。制备工艺简单。

(5)表面硬度高，显微硬度在400至1500HV；

(6)耐磨损性能与硬质合金相当；

(7)耐腐蚀性能：盐雾试验铝合金1000-2000小时；镁合金经封孔后耐盐雾可达1000小时以上。

(8)耐热性能：300℃水中淬火35次未见变化，1300℃冲击5次不脱落、不龟裂。

(9)绝缘性能：膜厚不同，表面电阻达＞100MΩ。

附图说明

图1是本发明实施例的流程示意图；

图2是本发明实施例氧化膜层形貌截面示意图；

图3是本发明实施例氧化层的表面示意图；

图4是微等离子体-电泳结合面示意图；

图5是采用直接电的泳电泳层表面示意图；

图6是采用本发明的微等离子体电泳层嵌入微弧氧化陶瓷层的微孔示意图；

图7耐腐蚀试验比较示意图。

具体实施方式

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

一种微等离子体表面处理方法，包括以下步骤：

A：电解脱脂——根据工件不同将温度控制在20-40℃，电压控制在300-400V，电流适当调整，将工件表面加工时残留的油脂去除；

B：阳极钝化——利用高电压，大电流，快速去除表面自然氧化层，在短时间内获取有利于陶瓷氧化膜快速生长的钝化基体；

C：等离子氧化——将工件置于电解质水溶液中作为阳极，调整电流、电压、脉冲数，利用电化学方法在该材料的表面产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下，在钝化基体上生长出所需要的陶瓷氧化层；

C1：重复步骤C，进一步强化氧化层的基体的强度、耐蚀、耐磨、耐腐的性能要求；

D：清洗——利用高压水流，将工件表面加工过程中，附着在表面的物质清除掉；

E：烘干(热封闭)——在80℃-100℃的温度下，将工件基体内的液态分子H20去除。

本发明所述的工件为铝合金、镁合金、钛合金以及其他轻金属或合金。

一、本发明氧化膜的形貌特征：