[发明专利]一种钛铌合金表面阳极氧化着色的方法

说明书

本发明涉及金属表面处理技术领域，为解决现有技术中尚无方法能够实现低成本对钛铌合金进行高效着色的问题，本发明提供了一种钛铌合金表面阳极氧化着色的方法。所述方法包括：1)预处理：对钛铌合金进行表面处理；2)阳极氧化：以经过表面处理的钛铌合金作为阳极、石墨作为阴极，置于电解液中在恒电压条件下进行阳极氧化，结束后清洗并干燥。本发明阳极氧化在钛铌合金上原位生长成结合牢固的着色膜层；可通过调节电解液的配比及施加的电压大小来改变钛铌合金薄膜的微观结构，从而呈现出一系列艳丽色彩，工艺简单，操作方便；获得的着色膜层颜色均匀，具有良好的耐腐蚀性能和生物相容性。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种钛铌合金表面阳极氧化着色的方法。

背景技术

钛铌合金具有高比强度、良好的生物相容性、耐酸碱腐蚀性、可加工性等性能，广泛应用于石油化工、航空航天、核工业、电子、电器、超导、激光和生物医学材料等领域。

随着社会的发展以及人民生活水平质量的提高，越来越多的人注重物品的美观性。通过表面处理可以使材料表面呈现艳丽的色彩，提高物品的装饰性能，从而满足市场的不同需求，增加经济效应。表面着色常用的方法包括阳极氧化、电镀、微弧氧化、化学氧化等等。

但是，电镀法对环境污染大，且膜层和基体间结合力比较差，微弧氧化成本比较高，能耗比较大。其余的电镀和化学氧化等方法则存在膜层与基体结合力弱、易脱落等问题。而阳极氧化法是在金属基体表面原位生长氧化膜，膜层和基体间结合力强，同时具备一定的耐磨性及耐蚀性，是一种良好的表面着色方法，特别是在当前高端电子消费品所用的钛合金表面着色及防护方面有着重要的应用前景。

发明内容

为解决现有技术中尚未有一种方法能够实现低成本对钛铌合金进行高效着色的问题，本发明提供了一种钛铌合金表面阳极氧化着色的方法。其首要目的是要实现对钛铌合金表面进行着色的目的，并在此基础上，保证着色膜层与基体之间具有较强的结合力，并进一步通过该着色膜层来增强合金的耐磨性和耐蚀性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种钛铌合金表面阳极氧化着色的方法，所述方法包括以下步骤：

1)预处理：对钛铌合金进行表面处理；

2)阳极氧化：以经过表面处理的钛铌合金作为阳极、石墨作为阴极，置于电解液中在恒电压条件下进行阳极氧化，结束后清洗并干燥。

本发明通过间接的阳极氧化处理，并通过控制阳极氧化的参数条件，即能够对钛铌合金表面的氧化膜层的形貌进行调整，生长不同形貌的氧化钛铌纳米管，以此改变氧化膜层所呈现的颜色。相较于其余的方法，本发明方法具有简洁高效、适用于规模化使用等优点。

作为优选，步骤1)所用钛铌合金中含钛量为20～60wt％。

含钛量20～60wt％的钛铌合金是最为常见的钛铌合金，由于钛铌合金是用合金粉末烧结、并用铌片和钛片经真空自耗电弧炉或电子束熔炼数次制备，因此若钛含量过低或过高，则合金中钛铌的均匀性均会较差，在阳极氧化生长氧化钛铌纳米管时会出现部分纯钛纳米管或纯铌纳米管，导致材料表面处理均匀性下降。

作为优选，步骤1)所述表面处理包括去除氧化物、清洗、干燥和抛光。

去除氧化物能够避免原本的氧化物成分对阳极氧化过程造成不利影响，导致氧化钛铌膜层的均匀性等指标下降，起到去除杂质的作用，清洗、干燥和抛光等步骤也同样是如此。

作为优选，所述去除氧化物过程为依次采用100^#、280^#、400^#、600#、800^#以及1200^#的金相砂纸逐级打磨至钛铌合金表明平整并无明显划痕。

逐级打磨能够保证具有良好的打磨效果，以保证后续制备得到的着色膜层的品质。