[发明专利]一种控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法

说明书

本发明公开了一种控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法，包括：在电解槽内加入电解液及经预处理过的第二相粒子，150～300 rpm下搅拌，电解液温度控制在30～50℃，将铝合金板于电解液中作为阳极，将不锈钢槽作为阴极，采用微弧氧化电源以直流脉冲方式进行微弧氧化处理，电流密度为1.2～10A/dm²，频率400‑600Hz，占空比为50‑70%，氧化时间为10～100min，并且通过红外热成像仪实时监测陶瓷复合膜的成膜情况；所述方法能够实时控制陶瓷复合膜的复合量，制备的陶瓷复合膜，具有高耐蚀性和耐磨性，扩大了铝合金的应用。

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理技术领域，特别涉及一种控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法。

背景技术

微弧氧化技术又称为微等离子体氧化技术或阳极火花沉积技术，是将Al、Mg、Ti、Zr、Ta、Nb等金属或其合金置于电解质水溶液中，施以高电压，利用电物理和电化学等复合工艺方法，使材料表面产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学共同作用下，原位生长陶瓷膜的新技术。利用此项技术形成的表面膜层与基体的结合力强、硬度高、耐磨性、耐蚀性、抗热震性高，膜层电绝缘性好、击穿电压高。不仅如此，该技术采用能量密度极高的微等离子弧加热的先进加热方法，基体组织结构不受影响，且工艺不复杂，不造成环境污染，是目前国际材料表面处理技术领域的研究热点。

铝合金密度低，但强度较高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。但是铝合金某些性能还有待提高，如耐磨性、耐蚀性等，使得其应用范围受到一定限制。传统的阳极氧化和电镀等表面处理方法在一定程度上可以提高铝合金的表面性能，但前处理要求严格，阳极氧化膜比较薄、致密性差，电镀必须进行特殊的中间处理，且均镀能力差，易污染环境。目前也有大量文献报道用微弧氧化技术处理铝合金，经微弧氧化处理后，在铝合金的表面形成复合陶瓷膜，使铝合金具有高显微硬度、高耐热性、高耐蚀性等优良性能，应用范围得以得到拓宽。微弧氧化复合陶瓷膜成膜复合量是影响表面性能的关键点，复合量直接影响陶瓷膜的厚度及结构，进而影响陶瓷膜的耐蚀性、耐磨性，但是目前所有的制备方法都无法监控微弧氧化陶瓷膜的复合情况，更无法实时控制膜的复合量，因此，使得微弧氧化复合陶瓷膜的技术应用受到限制。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法，旨在解决现有技术中铝合金微弧氧化复合陶瓷膜制备过程中复合量不可控的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法，其中，包括：在电解槽内加入电解液及经预处理过的第二相粒子，150 ～300 rpm下搅拌，电解液温度控制在30～50℃，将铝合金板置于电解液中作为阳极，将不锈钢槽作为阴极，采用微弧氧化电源以直流脉冲方式进行微弧氧化处理，电流密度为1.2～10A/dm²，频率400-600Hz，占空比为50-70%，氧化时间为10～100min，并且通过红外热成像仪实时监测陶瓷复合膜的成膜情况。

所述控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法，其中，所述电解液包括5.0～15.0g/L Na₂SiO₃、2.0～9.0g/L (NaPO₃)₆ 、0.5～3.0g/L NaAlO₂。

所述控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法，其中，所述第二相粒子包括ZrO₂ 、BN中的一种。

所述控制铝合金微弧氧化陶瓷复合膜复合量的方法，其中，所述第二相粒子的浓度为0.5～3.0g/L。