[发明专利]微弧氧化离子交换膜电解槽槽液补加方法

说明书

技术领域

本发明所涉及表面微弧氧化处理技术领域，特别是涉及一种铝合金等表面微弧氧化用离子交换膜电解槽的电解质溶液补加方法。

背景技术

铝合金表面进行阳极氧化（anodizing）处理时，处理工艺所用的电流或者电压可以采用直流(DC)或交流（AC），或者交流和直流的叠加（AC+DC）以及脉冲电流（PC）。当所施加的电流或电压达到一定值时，在被氧化的铝合金工件上就会产生火花（spark）或微电弧（micro arc），此时，人们就将其称为微弧氧化（micro arc oxidation，MAO）或微等离子体电解液氧化（plasma electrolyte oxidation，PEO）。

目前，铝合金微弧氧化或者等离子体电解液氧化工艺，通常是将作为阳极的铝合金工件与作为阴极的对电极同时放置在装有氧化用电解质溶液的电解槽中，即阳极和阴极与同一种微弧氧化用电解质溶液接触，只有一个槽室，而不分隔为阳极室和阴极室。一直以来，电解质溶液浓度的控制和溶液量的补加是凭经验操作的，因此存在溶液性质难于长期稳定和使用寿命不长的问题。

因此，提供一种铝合金微弧氧化离子交换膜电解槽槽液补加的科学方法，以使电解槽里的槽液性质长期稳定具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种微弧氧化用离子交换膜电解槽的槽液补加方法，以使电解槽的槽液性质长期稳定。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种微弧氧化离子交换膜电解槽槽液补加方法，包括如下步骤：

（1）测定阴极室溶液中的氢氧化物含量（C1）；

（2）根据测定的氢氧化物含量和拟补加的微弧氧化溶液量（V2）和微弧氧化电解液起始组成中氢氧化物含量（C0），将一定量（V1）的阴极室溶液转移到微弧氧化溶液补加槽中（C1×V1=C0×V2）；

（3）根据拟补加的微弧氧化溶液量和微弧氧化电解液起始组成中各组分的含量，计算拟补加的微弧氧化溶液中其它添加剂的用量并将其加入补加槽中，充分搅拌后使其溶解；

（4）在补加槽中添加纯净水，使得氢氧化物含量和其它添加剂的含量稀释到微弧氧化电解液的起始含量，得到补加溶液；

（5）将补加溶液加入正在循环搅拌的微弧氧化离子交换膜电解槽的阳极室中，控制补加溶液的流量并测量补加后微弧氧化溶液的pH值，使其pH值在微弧氧化溶液的起始pH值工作范围内；

（6）对补加溶液的微弧氧化离子交换膜电解槽阳极室溶液进行循环搅拌。

本发明中，术语“微弧氧化离子交换膜电解槽槽液”、“微弧氧化电解液”、“微弧氧化溶液”以及“电解液”是同样的含义。

上述的“其他添加剂”是指电解液组成中氢氧化物以外的添加剂。

根据本发明的某些实施方式，当微弧氧化电参数或者进行微弧氧化的工件表面氧化质量超出正常工艺允许范围时，停止氧化并进行上述步骤（1）-（6）。

根据本发明的某些实施方式，所述电参数包括起弧电压和电流。

根据本发明的某些实施方式，工件表面氧化质量包括氧化层表面均匀性、粗糙度和厚度。

根据本发明的某些实施方式，所述氢氧化物为碱金属氢氧化物。

根据本发明的某些实施方式，所述氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。

根据本发明的某些实施方式，所述氢氧化物为氢氧化钠。

根据本发明的某些实施方式，上述步骤（4）中所加纯净水的电导率小于0.1μs/cm。

根据本发明的某些实施方式，所述量均为体积量。

根据本发明的某些实施方式，上述步骤（6）中对阳极室溶液循环搅拌至少30分钟。

根据本发明的某些实施方式，上述步骤（5）中用氢氧化钠或者氨水调整pH值，使其pH值在微弧氧化溶液的起始pH值工作范围内。

根据本发明的某些实施方式，所述方法用于铝合金、镁合金或钛合金的微弧氧化。

根据本发明的某些实施方式，所述其它添加剂包括硅酸钠、磷酸钠、铝酸钠和硼酸钠中的至少一种。

根据本发明的某些实施方式，所述其它添加剂还包括N(C₂H₄OH)₃或者NH₃.H₂O。

采用本发明的上述铝合金微弧氧化离子交换膜电解槽槽液补加方法，可有效控制电解质溶液的补加量并使其长期稳定。

附图说明