一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺的制作方法
【专利摘要】一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺，包括：一、除蜡，将镁合金工件浸泡在真空条件下80—100℃的Quakerclean69清洗剂中60—180s；二、碳氢清洗，将镁合金工件浸泡在真空条件下25—40℃的PRIME201清洗剂中400—600s；三、干燥，将镁合金工件置于100-120℃的真空条件下480—720s；四、喷砂处理，用0.2-0.25Mpa的压力喷射180目的沙子至镁合金工件的表面；五、微弧氧化，将镁合金工件浸泡入KOH溶液中，并分别将镁合金工件及KOH溶液分别接上450V、10A的电源阳极与阴极；六、喷釉，将浓度含量体积百分比为17—20%、温度为22—28℃的莱莉雅低温釉喷涂至镁合金工件上。
【专利说明】一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业热处理、表面改性处理领域，特别是指用于镁合金表面微弧氧化并前期处理及后期的上釉工艺。
【背景技术】
[0002]微弧氧化又称等离子氧化，是通过微弧放电区域高压高温在金属表面原位生长一层连续、均匀的陶瓷膜层，进而改变镁合金产品表面的金相组织。金属基陶瓷膜层性能优异，具有耐腐蚀、耐磨、具有生物活性及硬度高等优点，广泛应用于航空航天、机械、纺织及医疗器械等领域。
[0003]如专利申请号:201310124279.X所公开的“镁合金微弧氧化电解液及微弧氧化方法”，其披露的“一种镁合金微弧氧化方法”包括:1、前处理:将工件研磨或脱脂，酸洗；2、微弧氧化:将前处理后的工件浸入电解液中(所述电解液为包括植酸盐或植酸，和含钙电解质，也可添加碳酸盐、硅酸盐、硼酸或硼酸盐、铝酸盐或氢氧化铝一种或几种电解质；其中植酸盐或植酸3g/L~50g/L,含|丐电解质3-50g/L,碳酸盐5g/L~20g/L,娃酸盐5g/L~50g/L,硼酸或硼酸盐5g/L~50g/L，铝酸盐或氢氧化铝5g/L~50g/L。)，用碱金属的氢氧化物或氨水调节溶液的PH值，使其为10-14，然后微弧氧化；所用电源为脉冲电源，电解液温度控制在15~40°C之间，时间为2~50分钟，终电压为100~800V ;3、后处理。
[0004] 以上披露的一种镁合金微弧氧化方法所用微弧氧化电解液，不含Cr6+、F_、PO43-,甚至使用的强碱都很少，对环境没有任何污染。本发明微弧氧化方法所得膜层，表面光滑、耐蚀性好，具有很好的抗菌性能和生物活性，该方法原料易得，适于工业化生产。但是其在实施过程中仍然存在一些影响生产加工效率的情况，如:1、需要通过研磨或者脱脂后进行酸洗，操作复杂；2、需要配置成份复杂的电解溶液，并配以碱金属的氢氧化物或氨水调节溶液的PH值，使其为10-14，然后微弧氧化，操作繁复；3、每个步骤中都有水的参与，且脱水工艺复杂。因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺，其所要解决的主要技术问题在于:传统的微弧氧化工艺在前期的蜡质清洗部分是用水洗，其工艺过程复杂、工艺参数值不稳定且有废水、废液排放，除蜡后镁合金表面容易变色。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是提供一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺，其包括如下步骤:
一、除腊清洗，将镁合金工件浸泡在真空条件下的QuakercIean69(奎克高温清洗剂)清洗剂中，并将超声波信号作用于Quakerclean69清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至Quakerclean69清洗剂中，同时使Quakerclean69清洗剂的温度保持在80— 100°C，浸泡时间为60— 180s ；
二、碳氢清洗，将经过除蜡清洗后的镁合金工件浸泡在真空条件下的PRME201清洗剂(碳氢清洗剂)中，并将超声波信号作用于PRIME201清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至PRME201清洗剂中，同时使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，浸泡时间为 400— 600s ；
三、干燥，将经过碳氢清洗的镁合金工件置于温度为100-120°C的真空条件下进行干燥，干燥时间为480— 720s ；
四、喷砂处理，使用喷砂机采用0.2-0.25 Mpa的压力喷射180目的沙子对经过干燥处理后的镁合金工件的表面进行喷沙处理；
五、微弧氧化，将经过喷砂处理后的镁合金工件浸泡入浓度含量体积百分比为10%的KOH溶液中，并将镁合金工件接上电源阳极，将KOH溶液接入电源阴极，工作电压为450V，工作电流为10A，KOH溶液的温度保持在25°C，通电反应时间为500— 600s，待反应完毕，将处理后的镁合金工件从KOH溶液中取出；
六、喷釉，使用喷釉机将浓度含量体积百分比为17— 20%、温度为25°C的莱莉雅低温釉(水性玻璃陶瓷低温釉)喷涂至经过微弧氧化处理后的镁合金工件上，喷涂完毕后将镁合金工件置于温度为170— 180°C的环境下1800s进行烘干。
[0007]优选于:将碳氢清洗步骤分为连续两次清洗:第一次，将经过除蜡清洗后的镁合金工件浸泡在真空条件下的PRME201清洗剂中，同时使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，浸泡时间为200— 300s ;第二次，更换清洁的PRME201清洗剂，在真空条件下同时使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，对镁合金工件进行再次浸泡，浸泡时间为200—300s ;两次清洗均将超声波信号作用于PRIME201清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至PRIME201清洗剂中。
[0008]优选于:将干燥步骤分为连续的两次:第一次，将经过碳氢清洗的镁合金工件置于温度为100-120°C的真空条件下进行干燥，干燥时间为240— 360s ;第二次，在第一次真空加温干燥过后，将镁合金工件重新置于温度为100-120°C的真空条件下进行再次干燥，干燥时间为240— 360S。
[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
一、本发明的工艺中，除蜡清洗不接触水份，因此保证镁合金工件表面不会变色，清洗速度快，清洗效果好，且工艺参数稳定，易于控制，全部的微弧氧化的前期处理过程中没有废水、废液排放；
二、在微弧氧化的前期处理过程中，除蜡、清洗并干燥后对镁合金工件表面进行喷砂处理，能够进一步防止镁合金工件表面变色；
三、在微弧氧化的后期处理过程中，对微弧氧化后表面产生了陶瓷硬膜的镁合金工件表面喷涂一层光亮致密的釉层，使镁合金工件表面高光量，更加的耐磨、耐腐蚀。
【具体实施方式】
[0010]以下将结合较佳实施例对本发明提出的一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺作更为详细说明。
[0011]取试样镁合金工件，具体清洗、微弧氧化及上釉工艺步骤如下:
一、除腊清洗，将镁合金工件浸泡在真空条件下的Quakerclean69清洗剂中，并将超声波信号作用于Quakerclean69清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至Quakerc I ean69清洗剂中，同时使Quakerc I ean69清洗剂的温度保持在80—100 0C，浸泡时间为60— 180s,利用高温熔解蜡垢以及超声波振荡的空化作用使QuakercIean69清洗剂能够将镁合金工件上的蜡垢彻底清除干净；
二、碳氢清洗，碳氢清洗包括初步清洗及彻底清洗:
初步清洗，将经过除蜡清洗后的镁合金工件浸泡在盛装有PRME201清洗剂(碳氢清洗剂)的真空清洗槽中200— 300s，对清洗槽开启蒸馏循环及自动冷却循环补液模式，对清洗槽中的PRME201清洗剂进行循环冷却同时对蒸馏损耗进行补偿，使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，同时收集蒸馏的PRIME201清洗剂气体进行冷却液化，并将超声波信号作用于PRME201清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至PRIME201清洗剂中，通过初步清洗将镁合金工件上的残留QuakercIean69清洗剂及蜡垢残渣进行清洗；
彻底清洗，将经过初步清洗的镁合金工件再次浸泡在盛装有PRME201清洗剂(碳氢清洗剂)的真空清洗槽中200— 300s，对清洗槽开启蒸馏循环及自动冷却循环补液模式，对清洗槽中的PRME201清洗剂进行循环冷却同时对蒸馏损耗进行补偿，使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，同时收集蒸馏的PRME201清洗剂气体进行冷却液化，并将超声波信号作用于PRME201清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至PRIME201清洗剂中，通过更新的PRME201清洗剂对镁合金工件进行彻底清洗，使工件的清洁程度更高；
以上除蜡清洗及碳氢清洗两步中的超声波换能器的工作电流为I一5A ；
三、真空干燥，将真空干燥步骤分为连续的两次:第一次，将经过碳氢清洗的镁合金工件置于温度为100-120°C的真空条件下进行干燥，干燥时间为240— 360s ;第二次，在第一次真空加温干燥过后，将镁合金工件重新置于温度为100-120°C的真空条件下进行再次干燥，干燥时间为240—360s,通过两次真空干燥防止因为使用一次真空干燥时真空室中充满了碳氢清洗剂气体后对镁合金工件的干燥会不彻底；
四、喷砂处理，使用喷砂机采用0.2-0.25 Mpa的压力喷射180目的沙子对经过干燥处理后的镁合金工件的表面进行喷沙处理，喷砂机的喷枪功率才用50Hz的，喷机链速为1Omm/s ;
五、微弧氧化，将经过喷砂处理后的镁合金工件浸泡入浓度含量体积百分比为10%的KOH溶液中，并将镁合金工件接上电源阳极，将盛有KOH溶液的不锈钢清洗槽接入电源阴极，工作电压为450V，工作电流为10A，KOH溶液的温度保持在25°C，通电反应时间为500—600s，待反应完毕，将处理后的镁合金工件从KOH溶液中取出；
六、喷釉，使用喷釉机将浓度含量体积百分比为17— 20%、温度为25°C的莱莉雅低温釉(水性玻璃陶瓷低温釉)喷涂至经过微弧氧化处理后的镁合金工件上，喷涂完毕后将镁合金工件置于温度为170— 180°C的环境下1800s进行烘干。
[0012]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】。但本发明保护范围并不局限于此。任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺，其特征在于包括如下步骤: 一、除腊清洗，将镁合金工件浸泡在真空条件下的Quakerclean69清洗剂中，并将超声波信号作用于QuakercIean69清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至Quakerclean69清洗剂中，同时使Quakerclean69清洗剂的温度保持在80—100°C，浸泡时间为60— 180s ； 二、碳氢清洗，将经过除蜡清洗后的镁合金工件浸泡在真空条件下的PRME201清洗剂中，并将超声波信号作用于PRIME201清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至PRME201清洗剂中，同时使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，浸泡时间为400— 600s ； 三、干燥，将经过碳氢清洗的镁合金工件置于温度为100—120°C的真空条件下进行干燥，干燥时间为480— 720s ； 四、喷砂处理，使用喷砂机采用0.2-0.25 Mpa的压力喷射180目的沙子对经过干燥处理后的镁合金工件的表面进行喷沙处理； 五、微弧氧化，将经过喷砂处理后的镁合金工件浸泡入浓度含量体积百分比为10%的KOH溶液中，并将镁合金工件接上电源阳极，将KOH溶液接入电源阴极，工作电压为450V，工作电流为10A，KOH溶液的温度保持在22— 28°C，通电反应时间为500— 600s，待反应完毕，将处理后的镁合金工件从KOH溶液中取出； 六、喷釉，使 用喷釉机将浓度含量体积百分比为17— 20%、温度为22— 28°C的莱莉雅低温釉喷涂至经过微弧氧化处理后的镁合金工件上，喷涂完毕后将镁合金工件置于温度为170— 180°C的环境下1800s进行烘干。
2.如权利要求1所述的一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺，其特征在于:将碳氢清洗步骤分为连续两次清洗:第一次，将经过除蜡清洗后的镁合金工件浸泡在真空条件下的PRIME201清洗剂中，同时使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，浸泡时间为200—300s ;第二次，更换清洁的PRME201清洗剂，在真空条件下同时使PRME201清洗剂的温度保持在25— 40°C，对镁合金工件进行再次浸泡，浸泡时间为200— 300s ;两次清洗均将超声波信号作用于PRIME201清洗剂中，利用超声波换能器将超声波转换成高频机械振荡而传播至PRME201清洗剂中。
3.如权利要求2所述的一种镁合金的微弧氧化并上釉工艺，其特征在于:将干燥步骤分为连续的两次:第一次，将经过碳氢清洗的镁合金工件置于温度为100-120°C的真空条件下进行干燥，干燥时间为240— 360s ;第二次，在第一次真空加温干燥过后，将镁合金工件重新置于温度为100-120°C的真空条件下进行再次干燥，干燥时间为240— 360s。
【文档编号】C23D5/00GK104178792SQ201410439199
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】李立良, 王胜, 种新全, 卢加傲, 李辉, 张欣欣, 闵元元 申请人:深圳市鑫承诺科技有限公司