[发明专利]一种镁合金微弧氧化制备蓝色陶瓷膜层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金微弧氧化制备陶瓷膜层的方法，尤其涉及一种镁合金微弧氧化制备蓝色陶瓷膜层的方法。

背景技术

镁合金由于具有优良的物理和力学性能而广泛应用于航空航天、冶金、化工、交通运输、3C电子等领域。但镁合金耐蚀性、耐磨性差等特点限制了它的进一步使用，因而对镁合金进行表面改性成为镁合金使用时必须进行的工序。微弧氧化（MAO，micro-arc oxidation）是一种近年来新兴的在阳极氧化基础上发展起来的表面改性技术，它采用较高的工作电压，在工作区域进行高压放电以制备膜层。该技术可以在镁、铝、钛等金属及其合金表面原位生长一层陶瓷层，提高基体的耐磨性和耐蚀性能，从而扩大轻质合金的应用范围。

微弧氧化着色技术使膜层在保留原有良好性能的基础上赋予了膜层特殊的色彩，可预期在装饰防护及功能性方面的进一步应用。根据色泽要求，在基础电解液中加入相应的添加剂，在一定的微弧氧化工艺条件下通过化学和电化学作用，在膜层中形成某种金属氧化物，使得陶瓷膜层具有一定的颜色。随着时代的发展，人们对色彩鲜艳的陶瓷膜层的需求越来越多，而目前的陶瓷膜层主要以灰色和白色为主，所以制备出色彩靓丽且性能优越的陶瓷膜层是非常必要的。

在现有制备蓝色陶瓷膜层的文献中多采用硫酸钴，而在工业应用中，硫酸钴是非常昂贵的，所以开发出性能优越、价格低廉的蓝色陶瓷膜层制备方法是一项亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种镁合金微弧氧化制备蓝色陶瓷膜层的方法。

为达到发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种镁合金微弧氧化制备蓝色陶瓷膜层的方法，包括如下步骤：

（1）配置电解液，电解液组成为：六偏磷酸钠10-15 g/L，氢氧化钾1-5 g/L，氟钛酸钾1-10 g/L，EDTA 1-5 g/L，溶剂为去离子水；

（2）采用直流脉冲微弧氧化装置对清洁后的镁合金表面进行微弧氧化，电流密度为5-15 A/dm²，频率为500HZ，占空比为4%，温度控制在20-30℃，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为5-20 min。

步骤（1）中优选电解液组成为：六偏磷酸钠12 g/L，氢氧化钾2 g/L，氟钛酸钾3 g/L，EDTA 1 g/L，溶剂为去离子水。

步骤（2）中优选电参数为：电流密度为10A/dm²，频率为500HZ，占空比为4%，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为10 min。

本发明的有益效果为：（1）所述陶瓷膜层表面呈蓝色，均匀致密；（2）所获得膜层光滑，颜色均匀；（3）与现有制备蓝色陶瓷膜层中所采用的价格昂贵的硫酸钴相比，本发明电解液中材料均价廉易得，利于工业化生产。

附图说明

图1为不同氟钛酸钾浓度时陶瓷膜层的外观：（a）氟钛酸钾浓度为2 g/L；（b）氟钛酸钾浓度为3 g/L；（c）氟钛酸钾浓度为4 g/L。

具体实施方式

下面结合具体方式对本发明进行进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

实施例1：

将经过预处理的AZ31镁合金浸在配置好的电解液中，设置试验的电参数，对试样进行维护氧化处理，处理时间为10 min。电解液参数为：六偏磷酸钠12 g/L、氢氧化钾2 g/L、氟钛酸钾2 g/L和EDTA 1 g/L。电参数为：电流密度为10A/dm²，频率为500HZ，占空比为4%，得到浅蓝色陶瓷膜层，表面光滑致密。

实施例2：

将经过预处理的AZ31镁合金浸在配置好的电解液中，设置试验的电参数，对试样进行维护氧化处理，处理时间为10 min。电解液参数为：六偏磷酸钠12 g/L、氢氧化钾2 g/L、氟钛酸钾3 g/L和EDTA 1 g/L。电参数为：电流密度为10A/dm²，频率为500HZ，占空比为4%，得到蓝色陶瓷膜层，表面光滑致密。

实施例3：