[发明专利]二步法铸铝合金微弧氧化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及微弧氧化膜层的制备方法，特别涉及在铸铝合金表面制备预氧化膜及微弧氧化膜的方法。

背景技术

压铸铝合金具有密度小、比强度高、容易加工成型等优点，因此广泛应用于航空航天等国防工业、交通运输业及船舶、潜艇等海上设备。但由于铝合金中加入了各种合金元素，特别是高强度铸造铝合金中含有Si、Cu、Mg等元素，增加了腐蚀敏感性，在大气环境下都可能产生腐蚀而破坏，其次是表面硬度较低，容易磨损。因此对于压铸铝合金制件，必须采取有效的表面处理措施，以增强其耐腐蚀性和表面硬度。

微弧氧化是铝合金表面强化处理领域的研究热点之一。微弧氧化膜层结构致密、硬度高，能显著增强铝合金表面的耐磨、耐腐蚀、绝缘及抗高温冲击等特性。目前压铸铝合金的微弧氧化处理存在起弧时间长、电流密度大、能耗较高等问题，限制了该技术在工业生产领域的应用和推广。因此缩短起弧时间、降低电流密度、减少能耗，对于微弧氧化技术在压铸铝合金表面处理领域的进一步推广应用，以及延长压铸铝合金制件使用寿命和扩大其应用范围，具有重要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，缩短铸铝合金微弧氧化起弧时间，降低微弧氧化处理电流密度，从而减少处理能耗。该方法可使铸铝合金微弧氧化处理所需电流密度下降80%以上。

本发明的二步法铸铝合金微弧氧化处理方法按照以下步骤进行：

（1）铸铝合金预氧化处理：使用去离子水对铸铝合金样品进行冲洗1min，然后放入电解液中，以铸铝合金样品为正极，不锈钢板为负极，在电解液中预氧化处理5~10min，电解液温度为15~55℃，电流密度为1.0~5.0A/dm²，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为5~10%；

（2）将步骤（1）处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1min，15~35℃干燥30min；

（3）铸铝合金微弧氧化处理：将步骤（2）处理后的铸铝合金样品放入电解液中，以铸铝合金样品为正极，不锈钢板为负极，在电解液中微弧氧化处理10~30min，电解液温度为25~45℃，电流密度为0.5~2.5A/dm²，脉冲电压为200~450V，脉冲频率为400~800Hz，占空比为10~20%；

（4）将步骤（3）处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1min，100~120℃干燥30min，得到具有均匀致密的微弧氧化膜层的铸铝合金样品；

其中步骤（1）、（3）中所述的电解液是以去离子水为溶剂，由浓度为10~50g/L的六偏磷酸钠溶液和浓度为2~10g/L的氢氧化钠溶液组成。

本发明所述铸铝合金的Si含量在5~35wt%。

本发明的优点是缩短铸铝合金微弧氧化处理的起弧时间，显著降低微弧氧化的电流密度，从而达到提高生产效率、减少处理能耗的目的。对于微弧氧化技术在压铸铝合金表面处理领域的进一步推广应用，以及延长压铸铝合金制件使用寿命和扩大其应用范围，具有重要的理论意义和应用价值。

具体实施方式

实施方式1

（1）对Si含量为9wt%的铸铝合金进行预氧化处理。电解液温度为15~55℃，电流密度为1.0~3.0A/dm²，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为10%，处理时间为5min。电解液配方为：六偏磷酸钠10~50g/L、氢氧化钠2~10g/L；

（2）将步骤（1）处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1min，15~35℃干燥30min；

（3）将步骤（2）处理后的铸铝合金样品进行微弧氧化处理。电解液温度为25~45℃，电流密度为0.5~1.0A/dm²，脉冲电压为200~400V，脉冲频率为400Hz，占空比为20%，处理时间为10min。电解液配方为：六偏磷酸钠10~50g/L、氢氧化钠2~10g/L；

（4）将步骤（3）处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1min，100~120℃干燥30min。

实施方式2

（1）对Si含量为18wt%的铸铝合金进行预氧化处理。电解液温度为15~55℃，电流密度为2.0~3.0A/dm²，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为8%，处理时间为5min。电解液配方为：六偏磷酸钠10~50g/L、氢氧化钠2~10g/L；