一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷膜的制備方法，具體涉及一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，屬于陶瓷材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]微弧氧化是在陽極氧化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。它采用較高的工作電壓，將工作區(qū)由普通陽極氧化的法拉第區(qū)域引入到了高壓放電區(qū)，所制備的陶瓷膜具有許多優(yōu)異的特性。
[0003]隨著現(xiàn)代工業(yè)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷材料以其獨(dú)有的性能和豐富的資源優(yōu)勢成為繼金屬材料、高分子材料之后又一重要的工程材料。但由于一般陶瓷材料的脆性大，可加工性差，一直束縛其廣泛應(yīng)用。在金屬及其合金表面實(shí)施陶瓷化處理，既可以保持原有金屬材料的使用性能，又可以賦予原材料一些其它表面處理技術(shù)所無法得到的特殊功能，而且可以用加工成型的工件作為基體進(jìn)行表面處理，從而拓寬了這一技術(shù)的應(yīng)用范圍。目前，在金屬及其合金表面制備陶瓷化涂層的傳統(tǒng)方法有熱噴涂、激光熔覆等。這些技術(shù)是利用外界高密度能量，將外加物料在基體表面熔覆而得到陶瓷化涂層，實(shí)際應(yīng)用中涂層的尺寸精度、對基體復(fù)雜形狀的敏感程度，表面粗糙度等問題一直都沒有很好地解決，而微弧氧化技術(shù)在這些方面都具有相當(dāng)多的優(yōu)勢，它是一種新型高能量密度材料加工技術(shù)，它與普通鋁合金陽極氧化技術(shù)類似，所不同的是在強(qiáng)電場作用下，陽極表面出現(xiàn)了微弧放電現(xiàn)象，使基體局部微區(qū)產(chǎn)生高溫和高壓，導(dǎo)致該區(qū)的基體熔融并與電解液產(chǎn)生等離子體相互作用而被氧化和重新凝固，這種現(xiàn)象在不同的位置不斷重復(fù)出現(xiàn)，由此導(dǎo)致整個(gè)材料表面陶瓷化。
[0004]與電鍍、噴涂、自蔓延高溫合成等方法比較，微弧氧化技術(shù)克服了陶瓷膜層致密性差和結(jié)合力不強(qiáng)等缺點(diǎn)。由于它不從外部引入陶瓷物料，而是將基體表面的金屬氧化物直接燒結(jié)成氧化陶瓷膜。這種陶瓷膜具有如下特點(diǎn):高硬度、氧化膜膜層厚度易于控制、膜層比較致密、具有柔韌性、具有良好的耐熱性和耐熱沖擊性。膜層表面性能除了具有良好的整體韌性、耐腐蝕、耐磨特性外，還具有功能陶瓷膜的一些特性，如電磁屏蔽能力、特殊的導(dǎo)熱性、抗積碳特性及良好的絕緣性等。
[0005]中國專利申請?zhí)?01410363363.1公開一種銷合金表面易潔性微弧氧化陶瓷膜層及其制備方法，但該微弧氧化陶瓷膜制備過程時(shí)間長、能耗高。本發(fā)明制造的鋁、鈦合金微弧陶瓷膜制備方法簡單、成本低、適用范圍廣，對輕金屬都適用；該鋁、鈦合金微弧陶瓷膜具有色澤均勻、表面光滑、致密性好、耐磨性高、耐蝕性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，本發(fā)明制備方法簡單、成本低、適用范圍廣，對輕金屬都適用；該鋁、鈦合金微弧陶瓷膜具有色澤均勻、表面光滑、致密性好、耐磨性高、耐蝕性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是: 一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法:
(1)配置電解質(zhì):偏鋁酸鈉10~40g/L、氫氧化鈉1~3g/L、乙二胺四乙酸二鈉2~5 g/L、高錳酸鉀l~3g/L、過氧化氫5~20mL，用玻璃棒攪拌使其充分溶解，電解質(zhì)的pH值為10.0 ；
(2)對鋁、鈦合金基體表面進(jìn)行打磨、清洗、干燥；
(3)微弧氧化:將鋁合金作為陽極，鈦合金作為陰極，并完全浸沒在步驟(I)中的電解液中，采用交流脈沖電源進(jìn)行微弧氧化處理后，取出鋁、鈦合金基體，用去離子水進(jìn)行清洗，在蒸餾水中浸泡5~10min，吹干，即可制得鋁、鈦合金微弧陶瓷膜。
[0008]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
本發(fā)明制備方法簡單、成本低、適用范圍廣，對輕金屬都適用；該鋁、鈦合金微弧陶瓷膜具有色澤均勻、表面光滑、致密性好、耐磨性高、耐蝕性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，這些實(shí)施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0010]實(shí)施例1
一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，其配置電解質(zhì)為:
偏鋁酸鈉10g/L、氫氧化鈉3 g/L、乙二胺四乙酸二鈉5 g/L、高錳酸鉀lg/L、過氧化氫5mL，pH 值為 10.0。
[0011 ] 其制備方法包括如下步驟:
(1)將以上組分按比例配置電解液；
(2)對鋁、鈦合金基體表面進(jìn)行打磨、清洗、干燥；
(3)微弧氧化:將鋁合金作為陽極，鈦合金作為陰極，并完全浸沒在電解液中，采用參數(shù)分別為:正向電壓250V、負(fù)向電壓100V、電流密度為10A/dm2、頻率為500HZ、占空比為10%、氧化時(shí)間1min的交流脈沖電源進(jìn)行微弧氧化處理后，取出鋁、鈦合金基體，用去離子水進(jìn)行清洗，在蒸餾水中浸泡5min，吹干；即可制得鋁、鈦合金微弧陶瓷膜。
[0012]實(shí)施例2
一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，其配置電解質(zhì)為:
偏鋁酸鈉20g/L、氫氧化鈉2 g/L、乙二胺四乙酸二鈉2 g/L、高錳酸鉀3g/L、過氧化氫1mL, pH 值為 10.0。
[0013]其制備方法包括如下步驟:
(1)將以上組分按比例配置電解液；
(2)對鋁、鈦合金基體表面進(jìn)行打磨、清洗、干燥；
(3)微弧氧化:將鋁合金作為陽極，鈦合金作為陰極，并完全浸沒在電解液中，采用參數(shù)分別為:正向電壓300V、負(fù)向電壓60V、電流密度為14A/dm2、頻率為600HZ、占空比為18%、氧化時(shí)間20min的交流脈沖電源進(jìn)行微弧氧化處理后，取出鋁、鈦合金基體，用去離子水進(jìn)行清洗，在蒸餾水中浸泡6min，吹干；即可制得鋁、鈦合金微弧陶瓷膜。
[0014]實(shí)施例3
一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，其配置電解質(zhì)為:
偏鋁酸鈉30g/L、氫氧化鈉1.3 g/L、乙二胺四乙酸二鈉2.5 g/L、高錳酸鉀1.6g/L、過氧化氫15mL，pH值為10.0。
[0015]其制備方法包括如下步驟:
(1)將以上組分按比例配置電解液；
(2)對鋁、鈦合金基體表面進(jìn)行打磨、清洗、干燥；
(3)微弧氧化:將鋁合金作為陽極，鈦合金作為陰極，并完全浸沒在電解液中，采用參數(shù)分別為:正向電壓400V、負(fù)向電壓80V、電流密度為19A/dm2、頻率700HZ、占空比為40%、氧化時(shí)間40min的交流脈沖電源進(jìn)行微弧氧化處理后，取出鋁、鈦合金基體，用去離子水進(jìn)行清洗，在蒸餾水中浸泡8min，吹干；即可制得鋁、鈦合金微弧陶瓷膜。
[0016]實(shí)施例4
一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，其配置電解質(zhì)為:
偏鋁酸鈉35g/L、氫氧化鈉2.8 g/L、乙二胺四乙酸二鈉4.6 g/L、高錳酸鉀1.3g/L、過氧化氫20mL，pH值為10.0。
[0017]其制備方法包括如下步驟:
(1)將以上組分按比例配置電解液；
(2)對鋁、鈦合金基體表面進(jìn)行打磨、清洗、干燥；
(3)微弧氧化:將鋁合金作為陽極，鈦合金作為陰極，并完全浸沒在電解液中，采用參數(shù)分別為:正向電壓500V、負(fù)向電壓100V、電流密度為20A/dm2、頻率為800HZ、占空比為50%、氧化時(shí)間50min的交流脈沖電源進(jìn)行微弧氧化處理后，取出鋁、鈦合金基體，用去離子水進(jìn)行清洗，在蒸餾水中浸泡lOmin，吹干；即可制得鋁、鈦合金微弧陶瓷膜。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，包括電解液的配置，采用交流脈沖電原進(jìn)行微弧氧化處理的步驟，其特征在于:包括如下具體步驟: (1)配置電解質(zhì):偏鋁酸鈉10~40g/L、氫氧化鈉1~3g/L、乙二胺四乙酸二鈉2~5 g/L、高錳酸鉀l~3g/L、過氧化氫5~20mL，攪拌使其充分溶解，電解質(zhì)的pH值為10.0 ； (2)對鋁、鈦合金基體表面進(jìn)行打磨、清洗、干燥； (3)微弧氧化:將鋁合金作為陽極，鈦合金作為陰極，并完全浸沒在步驟(I)中的電解液中，采用交流脈沖電源進(jìn)行微弧氧化處理后，取出鋁、鈦合金基體，用去離子水進(jìn)行清洗，在蒸餾水中浸泡5~10min，吹干，即可制得鋁、鈦合金微弧陶瓷膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中交流脈沖電源的參數(shù)分別為:正向電壓250~500V、負(fù)向電壓10~150V、電流密度為10~20A/dm2、頻率為 500~800HZ、占空比為 10%~50%、氧化時(shí)間 10~50min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁、鈦合金微弧陶瓷膜的制備方法，屬于陶瓷材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明電解液溶質(zhì)采用：偏鋁酸鈉10~40g/L、氫氧化鈉1~3 g/L、乙二胺四乙酸二鈉2~5 g/L、高錳酸鉀1~3g/L、過氧化氫5~20mL，溶劑采用去離子水，配置成堿性電解液，經(jīng)微弧氧化處理得到微弧氧化陶瓷膜的鋁、鈦合金；本發(fā)明制備方法簡單、成本低、適用范圍廣，對輕金屬都適用；該鋁、鈦合金微弧陶瓷膜具有色澤均勻、表面光滑、致密性好、耐磨性高、耐蝕性好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C25D11-26, C25D11-06
【公開號(hào)】CN104532320
【申請?zhí)枴緾N201410713140
【發(fā)明人】黃朝陽
【申請人】佛山銘乾科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月2日