一種鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，航天器也隨之向重型，多功能和高穩(wěn)定一體化發(fā)展，從某種程度上來(lái)講，航天器的有效載荷，精度和靈敏性在不斷提高，對(duì)航天所用材料提出了更高的要求，如質(zhì)輕，高功效和多功能等性能。鋁、鎂及其合金屬于輕質(zhì)金屬，具有低密度，高強(qiáng)度，易加工性和韌性好等特點(diǎn)，且是能經(jīng)表面技術(shù)改善的閥金屬材料，廣泛應(yīng)用于航天器的結(jié)構(gòu)用材料中，如航天器附件(如太陽(yáng)翼、天線(xiàn))，航天器承力結(jié)構(gòu)件(如接頭、支架等)以及密封殼體結(jié)構(gòu)等，隨著航天事業(yè)的長(zhǎng)足進(jìn)展，逐漸由近地轉(zhuǎn)向深空，轉(zhuǎn)入長(zhǎng)時(shí)間空間運(yùn)作，對(duì)航天器的結(jié)構(gòu)用材料提出了更高的要求，如質(zhì)輕，高強(qiáng)度，抗空間效應(yīng)，耐磨耐蝕和高穩(wěn)定性等性能，為了進(jìn)一步減輕重量且不失功效性，提高結(jié)構(gòu)效率，迫切需要性能更好的結(jié)構(gòu)用材。
[0003]高強(qiáng)度、低密度材料是航天器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的首選，以此來(lái)作為提高航天器結(jié)構(gòu)效益的基準(zhǔn)。鎂合金具有密度小(1.82g/cm3)、比強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)；鎂及其合金埋件廣泛用于航天器結(jié)構(gòu)中的連接件，以滿(mǎn)足航天器輕量化的要求。但在存儲(chǔ)、裝備和運(yùn)作過(guò)程中，易產(chǎn)生磨損和腐蝕等問(wèn)題，使得結(jié)構(gòu)件相互粘結(jié)力差，螺紋松動(dòng)，致使航天器可靠性下降。因此，提高鎂及其合金的耐腐蝕性、埋件螺紋加固性能尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有鎂合金螺紋因電場(chǎng)分布不均，受電場(chǎng)分布不均的影響，螺紋內(nèi)部易出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，導(dǎo)致表面成膜不均的問(wèn)題，而提供一種鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法。
[0005]一種鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法，是按以下步驟完成的:
[0006]一、鎂合金埋件表面機(jī)械預(yù)處理:依次使用120#SiC砂紙、1000#SiC砂紙和2000#SiC砂紙對(duì)鎂合金埋件表面進(jìn)行打磨處理，鎂合金埋件的螺紋內(nèi)部使用螺紋塞規(guī)進(jìn)行打磨，得到表面光亮的鎂合金埋件；
[0007]二、超聲處理:使用無(wú)水乙醇對(duì)表面光亮的鎂合金埋件清洗3次?5次，再將乙醇清洗后的鎂合金埋件浸入到丙酮中，再在超聲功率為200?300W下超聲處理1min?15min，得到丙酮清洗后的鎂合金埋件；
[0008]三、除油:將丙酮清洗后的鎂合金埋件浸入到除油劑溶液中，在溫度為在50°C?80°C下處理15min?20min，再使用蒸餾水進(jìn)行沖洗5次?10次，再在溫度為20°C?30°C下干燥Imin?2min，得到除油后的鎂合金埋件；
[0009]步驟三中所述的除油劑由氫氧化鉀溶液和磷酸鈉溶液組成；所述的除油劑中氫氧化鉀的濃度為40g/L?60g/L，磷酸鈉溶液的濃度為5g/L?20g/L ；
[0010]四、微弧氧化:將除油后的鎂合金埋件放入到裝有電解液的不銹鋼電解槽中，除油后的鎂合金埋件與電源的正極相連接，作為陽(yáng)極，不銹鋼的電解槽與電源的負(fù)極相連接，作為陰極；采用脈沖微弧氧化電源供電，在電流密度為0.5A/dm2?1.2A/dm2，占空比為10%?40%和電源頻率為500Hz?2000Hz下微弧氧化6min?lOmin，即完成鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法；
[0011 ] 步驟四中所述的電解液由硅酸鈉、氫氧化鉀、氟化鈉、丙三醇和乙二醇組成，溶劑為水；所述的電解液中硅酸鈉的濃度為15g/L?40g/L，氫氧化鉀的濃度為3g/L?7g/L，氟化鈉的濃度為lg/L?6g/L，丙三醇的濃度為10mL/L?300mL/L，乙二醇的濃度為1mL/L ?100mL/Lo
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0013]一、使用本發(fā)明一中鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法后，在鎂合金埋件螺紋與表面得到了致密均勻的微弧氧化膜層；鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化后在0.lmol/L的稀硝酸溶液中無(wú)冒泡腐蝕現(xiàn)象，證明膜層沒(méi)有微孔；在3.5%食鹽水的中性鹽霧實(shí)驗(yàn)中，未經(jīng)氧化的鎂合金在一小時(shí)內(nèi)就發(fā)生了腐蝕，而使用本發(fā)明方法處理后的鎂合金可以在鹽霧試驗(yàn)中96個(gè)小時(shí)不腐蝕；
[0014]二、對(duì)使用本發(fā)明方法表面強(qiáng)化后的鎂合金埋件實(shí)施4.0N-M擰緊力距，反復(fù)裝卸20次微弧氧化膜層不脫落；對(duì)使用本發(fā)明的方法完成表面強(qiáng)化后的鎂合金埋件內(nèi)螺紋實(shí)施拉脫試驗(yàn)，拉脫力達(dá)8千牛頓?12千牛頓；滿(mǎn)足了航天用鎂合金材料要求。
[0015]本發(fā)明可獲得一種鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為對(duì)比試驗(yàn)中得到的處理后的鎂合金埋件螺紋表面的SEM圖；
[0017]圖2為實(shí)施例一中得到的完成鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法后鎂合金埋件螺紋表面的SEM圖；
[0018]圖3為對(duì)比試驗(yàn)中得到的處理后的鎂合金埋件的數(shù)碼照片圖，圖3中I為鎂合金埋件，2為微弧氧化陶瓷膜層，3為微弧氧化過(guò)程中由于電場(chǎng)分布不均而引起的燒蝕沉積；
[0019]圖4為實(shí)施例一中得到的完成鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法后鎂合金埋件的數(shù)碼照片圖，圖4中I為鎂合金埋件，2為微弧氧化陶瓷膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式是一種鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法是按以下步驟完成的:
[0021]一、鎂合金埋件表面機(jī)械預(yù)處理:依次使用120#SiC砂紙、1000#SiC砂紙和2000#SiC砂紙對(duì)鎂合金埋件表面進(jìn)行打磨處理，鎂合金埋件的螺紋內(nèi)部使用螺紋塞規(guī)進(jìn)行打磨，得到表面光亮的鎂合金埋件；
[0022]二、超聲處理:使用無(wú)水乙醇對(duì)表面光亮的鎂合金埋件清洗3次?5次，再將乙醇清洗后的鎂合金埋件浸入到丙酮中，再在超聲功率為200?300W下超聲處理1min?15min，得到丙酮清洗后的鎂合金埋件；
[0023]三、除油:將丙酮清洗后的鎂合金埋件浸入到除油劑溶液中，在溫度為在50°C?80°C下處理15min?20min，再使用蒸餾水進(jìn)行沖洗5次?10次，再在溫度為20°C?30°C下干燥Imin?2min，得到除油后的鎂合金埋件；
[0024]步驟三中所述的除油劑由氫氧化鉀溶液和磷酸鈉溶液組成；所述的除油劑中氫氧化鉀的濃度為40g/L?60g/L，磷酸鈉溶液的濃度為5g/L?20g/L ；
[0025]四、微弧氧化:將除油后的鎂合金埋件放入到裝有電解液的不銹鋼電解槽中，除油后的鎂合金埋件與電源的正極相連接，作為陽(yáng)極，不銹鋼的電解槽與電源的負(fù)極相連接，作為陰極；采用脈沖微弧氧化電源供電，在電流密度為0.5A/dm2?1.2A/dm2，占空比為10%?40%和電源頻率為500Hz?2000Hz下微弧氧化6min?lOmin，即完成鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法；
[0026]步驟四中所述的電解液由硅酸鈉、氫氧化鉀、氟化鈉、丙三醇和乙二醇組成，溶劑為水；所述的電解液中硅酸鈉的濃度為15g/L?40g/L，氫氧化鉀的濃度為3g/L?7g/L，氟化鈉的濃度為lg/L?6g/L，丙三醇的濃度為10mL/L?300mL/L，乙二醇的濃度為1mL/L ?100mL/Lo
[0027]本實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn):
[0028]一、使用本實(shí)施方式一中鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化的方法后，在鎂合金埋件螺紋與表面得到了致密均勻的微弧氧化膜層；鎂合金埋件螺紋表面強(qiáng)化后在0.lmol/L的稀硝酸溶液中無(wú)冒泡腐蝕現(xiàn)象，證明膜層沒(méi)有微孔；在3.5%食鹽水的中性鹽霧實(shí)驗(yàn)中，未經(jīng)氧化的鎂合金在一小時(shí)內(nèi)就發(fā)生了腐蝕，而使用本實(shí)施方式方法處理后的鎂合金可以在鹽霧試驗(yàn)中96個(gè)小時(shí)不腐蝕；
[0029]二、對(duì)使用本實(shí)施方式方法表面強(qiáng)化后的鎂合金埋件實(shí)施4.0N M擰緊力距，反復(fù)裝卸20次微弧氧化膜層不脫落；對(duì)使用本實(shí)施方式的方法完成表面強(qiáng)化后的鎂合金埋件內(nèi)螺紋實(shí)施拉脫試驗(yàn)，拉脫力達(dá)8千牛頓?12千牛頓；滿(mǎn)足了航天用鎂合金