[发明专利]镁合金表面微弧氧化用电解质溶液及黑色涂层的制备方法

权利要求书

1.镁合金表面微弧氧化用电解质溶液，其特征在于，所述电解质溶液包括主成膜剂、辅助成膜剂、主着色盐、络合剂和去离子水；

所述主成膜剂为硅酸钾和硅酸钠中的一种或两种；

所述辅助成膜剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氟化钾、氟化钠、氟硅酸钾、氟硅酸钠、硼酸钠、硼酸钾和偏铝酸钠中的一种或多种；

所述主着色盐为硫酸铜、乙酸铜、焦磷酸铜和碱式碳酸铜中的一种或多种；

所述络合剂由缩聚磷酸盐、有机膦酸盐和酒石酸盐组成，所述缩聚磷酸盐包括焦磷酸盐、三聚磷酸盐和多聚磷酸盐中的一种或多种，所述有机膦酸盐包括乙二胺四甲叉膦酸盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸盐的一种或多种，缩聚磷酸盐: 有机膦酸盐: 酒石酸盐的质量配比为1:1:1~2；并且在电解质溶液中，主成膜剂的含量为5~50 g/L；辅助成膜剂的含量为1~30g/L；主着色盐的含量为1~20 g/L；络合剂的含量为1~20 g/L；

所述电解质溶液还包括纳米粉体和稳定剂，所述纳米粉体为纳米氧化钴、纳米二氧化钛、纳米石墨烯、纳米二氧化锰中的一种或多种；所述稳定剂为聚乙二醇、丙三醇、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、植酸、天冬氨酸中的一种或多种；并且电解质溶液中纳米粉体和稳定剂的含量均为0~10 g/L。

2.根据权利要求1所述的镁合金表面微弧氧化用电解质溶液，其特征在于，所述电解质溶液还包括辅助着色盐，所述辅助着色盐为可溶性铁盐、可溶性镍盐、可溶性钴盐、有机硒盐、锡酸盐中的一种或多种；并且电解质溶液中辅助着色盐的含量为0~15 g/L。

3.根据权利要求2所述的镁合金表面微弧氧化用电解质溶液，其特征在于，所述主成膜剂的含量为5~25 g/L；所述辅助成膜剂的含量为3~15 g/L；所述主着色盐1~15 g/L,所述辅助着色盐的含量为1~10 g/L；所述络合剂3~10 g/L，所述纳米粉体的含量为0.5~3 g/L；所述稳定剂的含量为1~3 g/L。

4.采用权利要求3所述的镁合金表面微弧氧化用电解质溶液在镁合金表面制备黑色涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）预处理：镁合金基体经打磨后，并除去镁合金基体表面的油渍，备用；

（2）配制电解质溶液：按比例称取主成膜剂、辅助成膜剂、主着色盐、辅助着色盐、络合剂、纳米粉体和稳定剂，备用；然后将主着色盐、辅助着色盐和络合剂溶于去离子水中得到金属络合物的水溶液；然后再向水溶液中依次加入主成膜剂、辅助成膜剂、稳定剂和纳米粉体，并用磁力搅拌器搅拌5~10 min，然后静置10 min~20 min，得到电解质溶液，备用；

（3）微弧氧化处理：将步骤（1）得到镁合金基体作为阳极，石墨板或不锈钢板作为阴极，将步骤（2）得到的电解质溶液倒入电解槽中并将阳极浸没，然后进行微弧氧化处理3~60min；

（4）后处理：微弧氧化处理后，取出镁合金基体，然后依次用乙醇、纯水超声清洗，并冷风吹干，即在镁合金表面制备出一层黑色涂层。

5.根据权利要求4所述的一种在镁合金表面制备黑色涂层的方法，其特征在于，预处理时依次采用型号为320 #、400 #、600 #、800 #、1000 #、1200 #、1500 #粗糙度的水磨砂纸对镁合金基体表面进行打磨，直至镁合金基体表面平整、光滑。

6.根据权利要求4所述的一种在镁合金表面制备黑色涂层的方法，其特征在于，微弧氧化处理时，电解质溶液的温度低于50 ℃，频率为100~3000 Hz，占空比为5~30%。

7.根据权利要求6所述的一种在镁合金表面制备黑色涂层的方法，其特征在于，微弧氧化时间为3~60 min。

8.根据权利要求6所述的一种在镁合金表面制备黑色涂层的方法，其特征在于，微弧氧化电源采用恒压控制，其电压范围为200V~750 V。

9.根据权利要求6所述的一种在镁合金表面制备黑色涂层的方法，其特征在于，微弧氧化电源采用恒流控制，其电流密度范围为0.1~20 A/dm²。