[发明专利]一种铝合金表面黑色陶瓷膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝合金表面黑色陶瓷膜，制备铝合金表面黑色陶瓷膜的电解液包括：磷酸盐10‑20g/L，硅酸盐3‑10g/L，草酸盐10‑20g/L，柠檬酸盐3‑10g/L，调整剂30‑50ml/L和去离子水。本发明中的铝合金表面黑色陶瓷膜，致密均匀，黑色度高、耐磨、耐蚀性好，电解液不含环保限制元素，无毒无害，使用周期长，可长达1‑2年，绿色环保，制备工艺简单，成本低。本发明还公开了一种铝合金表面黑色陶瓷膜的制备方法。

技术领域

本发明涉及轻金属表面改性技术领域，具体涉及一种铝合金表面黑色陶瓷膜及其制备方法。

背景技术

鉴于黑色陶瓷膜具有良好的耐蚀性、耐磨性及较高的绝缘性等特点，在航天、航空、军工、机械、汽车、交通等行业获得了广泛应用。

近年来，业界利用微弧氧化技术，在铝、镁、钛等轻金属表面制备了耐磨、耐蚀的陶瓷氧化膜，使轻金属的应用范围得到了极大的拓展。

现有技术中铝合金表面制备黑色氧化膜的方法通常是碱洗、酸洗、再用去离子水和无水乙醇进行清洗并晒干，然后进行电解，电解液主要由140～180g/L的H₂SO₄组成。一次电解采用所述前处理后的铝合金工件作为阳极，石墨板作为阴极，采用电源为直流稳压稳流电源，所采用的参数包括：常温恒压模式下电压14～18V，电解时间为20～40min。所述的着色液包括50～70g/L的NiSO₄、5～10g/L的MgSO₄和20～40g/L的CH₃COOH。二次电解采用所述一次电解后的铝合金工件作为阳极，石墨板作为阴极，采用电源为直流稳压稳流电源，所采用的参数包括：28～32℃恒流模式下电流密度为1.2～2.0A/dm²、电解时间为60～90s，上述工艺过程需要进行二次电解，整个过程较为繁琐。

铝合金表面黑色陶瓷膜具有不反光、耐磨、耐蚀性等特点，在光学领域、枪械等单兵武器方面获得了较好的应用。目前，制备该铝合金表面黑色陶瓷膜的电解液中含有一种剧毒的偏钒酸铵物质，该物质常温下溶解度低，高温时易分解，低温时易析出。电解液稳定性差，有效期短，一般为一个月且该电解液的使用及排放会对环境造成较大的污染。

因此，研发一种环保、长效的铝合金表面黑色陶瓷膜是非常必要的。

发明内容

为此，本发明提供一种铝合金表面黑色陶瓷膜及其制备方法，以解决现有技术中制备铝合金表面黑色陶瓷膜的电解液的使用和排放会对环境造成较大污染的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明，提供了一种铝合金表面黑色陶瓷膜，制备铝合金表面黑色陶瓷膜的电解液包括：磷酸盐10-20g/L，硅酸盐3-10g/L，草酸盐10-20g/L，柠檬酸盐3-10g/L，调整剂30-50ml/L和去离子水。

进一步地，所述调整剂为焦磷酸铜与焦磷酸钾以及水按1：3-5：100配制的水溶液。

进一步地，所述磷酸盐为多聚磷酸钠或六偏磷酸钠；所述硅酸盐为硅酸钠；所述草酸盐为草酸钛钾或草酸钛铵；所述柠檬酸盐为柠檬酸钠。

本发明还提供了一种铝合金表面黑色陶瓷膜的制备方法，包括按照上面提到的配比配置电解液；

清洗铝合金物件；

将清洗后的铝合金物件放入电解液中进行氧化处理；

对氧化处理后的铝合金物件进行水洗晾干。

进一步地，配置电解液具体为将10-20g/L磷酸盐加入去离子水中搅拌至完全溶解；然后加入3-10g/L硅酸钠搅拌至完全溶解；加入草酸盐10-20g/L搅拌至全部溶解；加入柠檬酸盐3-10g/L搅拌至完全溶解；加入调整剂30-50ml/L；静置预设时长后待用。