[发明专利]一种离子液体辅助镁锂合金阳极氧化成膜方法

说明书

本发明公开了一种离子液体辅助镁锂合金阳极氧化成膜方法，包括：以镁锂合金工件作为阳极，以不锈钢或铅板作为阴极，在硅酸钠电解液体系中加入离子液体，采用恒流模式或恒压模式进行阳极氧化，阳极与阴极的间距控制在1～10cm，阳极氧化时间为10min～1h，温度为5～25℃，阳极氧化结束后进行清洗和干燥，从而制得阳极氧化处理后的镁锂合金；其中，所述离子液体为1‑丁基‑3甲基咪唑四氟硼酸盐、1‑已基‑2,3‑二甲基咪唑氟磷酸盐或N‑乙基吡啶四氟硼酸盐。本发明实施例不仅成膜性能好，可制得均匀致密的白色氧化膜，而且膜层与基体结合力良好，耐蚀性好、耐磨性优异，制备工艺简单、能耗低。

技术领域

本发明涉及镁锂合金表面处理技术领域，尤其涉及一种离子液体辅助镁锂合金阳极氧化成膜方法。

背景技术

镁锂合金是目前最轻的金属结构材料，具有高的比强度、比刚度，优异的导电、导热及阻尼性，具有广阔的应用前景。但由于镁和锂都是极为活泼的金属元素，高锂含量的镁锂合金在潮湿和腐蚀环境中会发生强烈的均匀腐蚀，因此这限制了镁锂合金的实际应用。为改善镁锂合金的耐腐蚀性，对其进行表面处理就显得尤为重要。

目前，镁锂合金主要的表面处理方法为微弧氧化技术，可以得到致密的陶瓷氧化膜，能够显著改善镁锂合金的耐腐蚀性和耐磨性，但微弧氧化技术能耗高、成本高，这限制了镁锂合金的广泛应用，因此研发低能耗、低成本的阳极氧化技术成为镁锂合金表面处理技术的一个重要的研究方向。由于镁锂合金在溶液中非常活泼，常通过在碱性电解液体系中添加剂(如植酸、氨基乙酸、溶胶粒子等)来抑制镁锂合金在溶液中的快速溶解，提高阳极氧化膜层的致密性、孔洞的均匀性和厚度，从而提高镁锂合金阳极氧化膜层的耐蚀性、耐磨性。离子液体是一种低毒性、高化学稳定性的绿色溶剂，目前已有研究报道了关于离子液体作为缓蚀剂抑制金属的腐蚀和溶解。但通过在镁锂合金电解液中添加离子液体提高阳极氧化膜层的耐蚀性及耐磨性，目前尚无此类报道。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种离子液体辅助镁锂合金阳极氧化成膜方法，不仅成膜性能好，可制得均匀致密的白色氧化膜，而且膜层与基体结合力良好，耐蚀性好、耐磨性优异，制备工艺简单、能耗低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种离子液体辅助镁锂合金阳极氧化成膜方法，包括：以镁锂合金工件作为阳极，以不锈钢或铅板作为阴极，在硅酸钠电解液体系中加入离子液体，采用恒流模式或恒压模式进行阳极氧化，阳极与阴极的间距控制在1～10cm，阳极氧化时间为10min～1h，温度为5～25℃，阳极氧化结束后进行清洗和干燥，从而制得阳极氧化处理后的镁锂合金；其中，所述离子液体为1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐、1-已基-2,3-二甲基咪唑氟磷酸盐或N-乙基吡啶四氟硼酸盐。

优选地，在加入离子液体后的硅酸钠电解液体系中，离子液体的体积浓度为1％～5％。

优选地，所述的硅酸钠电解液体系为50g/L的氢氧化钠、40g/L的硅酸钠、30g/L的四硼酸钠、40g/L的二水柠檬酸钠。

优选地，当采用恒流模式进行阳极氧化时，恒流模式电流密度为0.5～2A/dm²；当采用恒压模式进行阳极氧化时，恒压模式电压为60～150V。

优选地，所述镁锂合金工件先进行前处理，再进行阳极氧化；所述的前处理包括：机械打磨→脱脂→热水洗→冷水洗→碱洗→热水洗→冷水洗→酸洗→自来水冲洗→去离子水冲洗→冷风吹干。

优选地，所述的脱脂是指将机械打磨后的镁锂合金工件浸泡在脱脂液中，以60℃浸泡5min；其中，所述的脱脂液由50wt％NaOH、30wt％Na₂SiO₃、15wt％Na₂CO₃、5wt％表面活性剂混合而成。