[发明专利]一种镁合金微弧氧化溶液配方及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金微弧氧化溶液液配方及其使用方法，用于对镁合金进行微弧氧化，在其表面形成耐腐蚀层。 

背景技术

镁合金具有密度小、比强度高、加工焊接和阻尼性能好以及尺寸稳定、价格低廉、易回收利用等优点，在汽车、航空航天、电子、军事、通讯、光学仪器、计算机等多个领域具有广阔的应用前景，被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”。但镁合金的化学活性很大，应用于各种环境均易发生腐蚀，这在很大程度上阻碍了镁合金的应用。 

提高镁合金耐腐蚀性能常用的方法主要有：有机层或有机镀层、金属镀层、合金化或表面合金化、阳极氧化和微弧氧化等。特别是近年来出现的微弧氧化技术，利用镁合金在电解液中表面放电作用，在镁合金表面形成以氧化镁为主的陶瓷层。该技术具有成层效率高，层层与基体结合牢固，层层强度、耐腐蚀高，在制备镁合金的耐腐蚀层方面表现出特有的优势。在微弧氧化技术中，电解液配方决定了溶液的电导率、起弧电压和氧化层引入元素类型，从而对氧化层生长速率、层层结构和成分有重要影响，在很大程度上影响层层的结合强度和耐腐蚀性能。 

微弧氧化电解液的成分按照其作用可分为导电盐、缓冲剂、添加剂等。导电盐种类和浓度影响溶液的电导率，并决定了氧化层沉积元素的种类和含量；在相同条件下，溶液电导率高，氧化时起弧电压低，氧化层生长速度快。缓冲剂是由弱酸及其盐的混合溶液或弱碱及其盐的混合溶液构成的体系，缓冲剂在可以保持一定的电解液pH值范围，稳定微弧 氧化工艺和层层质量，延长电解液的使用寿命。而电解液中的添加剂，对氧化工艺和氧化层的结构也有重要影响。 

有关镁合金微弧氧化电解液配方有如下专利： 

申请号为CN200510016951专利公开了一种微弧氧化电解液配方，该电解液包括铝酸钠及各种辅助成分：包括铝酸钠4～40g/L，氢氧化钠0～10g/L。该电解液配方采用铝酸钠为导电盐，与采用多种类导电盐的配方相比，溶液电导率偏低，起弧电压高，层层生长慢，形成的层层表面孔洞较大，不利于其耐蚀性。此外，在该配方中，随着氧化的进行，由于阳极电极反应(4OH^--2e→2H₂O+O₂),电解液pH值降低较快，氧化工艺不易控制，层层质量不稳定，电解液使用寿命短。 

申请号为CN200710018534专利公开了一种镁基微弧氧化电解液及其微弧氧化方法。电解液包括：氟锆酸盐3～40g/L，草酸0.5～10g/L，磷酸2～20g/L，乙酸盐1～20g/L，磷酸盐3～30g/L，氟化盐0.5～10g/L。该申请加入了氟锆酸盐、磷酸盐、氟化盐等多种导电盐，与单一导电盐配方相比，溶液电导率较高，氧化时需要的起弧电压低，层层生长快且致密少孔。而且该配方中由磷酸和磷酸盐构成的缓冲体系的缓冲能力较高，氧化时工艺较稳定，电解液使用寿命较长。但该配方中含有大量的磷酸和磷酸盐，在该类氧化层上有含磷较高的颗粒，会造成氧化层在此处局部腐蚀。 

申请号为CN200410100410专利公开了一种耐蚀性镁合金微弧氧化电解液及其氧化方法，电解液包括：植酸或其碱金属盐5g/L～25g/L，氢氟酸或其铵盐5g/L～40g/L，磷酸或其铵盐15g/L～70g/L，硼酸或其铵盐5g/L～60g/L，溶液pH值6-10。该电解液配方加入了碱金属盐、磷酸盐等多种导电盐，溶液电导率高，需要的起弧电压低，所得的层层表面光 滑、孔径小。但该电解液配方也中含有大量的磷酸盐对氧化层局部耐腐蚀性能不利。 

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种起弧电压低而且快速形成稳定的耐腐蚀层镁合金微弧氧化溶液，以及一种使用该溶液对镁合金进行微弧氧化形成耐腐蚀层的方法。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。 

一种镁合金微弧氧化溶液，用于对镁合金进行微弧氧化，在镁合金表面形成耐腐蚀层，其特征在于，含有以下成分：氢氧化钾1～9克/升、硅酸钠2～12克/升、铝酸钠1～9克/升、氟化钠1～9克/升、升硼酸钠0.3～1克/以及三乙醇胺2～6毫升/升，其中，溶液的溶剂为水。