专利名称：铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法及所用的电解液的制作方法
技术领域：
本发明属于合金材料处理技术领域，涉及一种铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法，本发明还涉及上述处理方法中使用的电解液。
背景技术：
铝、镁散热器或铝、镁合金散热器应用越来越广泛，具有广阔的市场前景，而目前常 用的散热器表面处理方法有阳极氧化处理和着黑色处理，这两种方法仅在散热器散热能力 上有所改善，对散热器其他性能没有涉及。在一些特殊应用场合，比如，在体积有限时需要更 强的散热能力、环境对散热器有腐蚀、高压等场合，使用普通处理方法明显不能满足需求。因 此，从根本上提高铝、镁散热器或铝、镁合金散热器性能，成为急需解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法，不仅比现有技术 处理后的散热能力提高，而且使散热器耐腐蚀、耐高压的性能也得到提高。本发明的另一目的是提供一种上述处理方法中所使用的电解液。本发明所采用的技术方案是，一种铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法，该方法 按照以下步骤具体实施
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成，六偏磷酸钠5-30g/L、三聚磷酸 钠5-25g/L，硅酸钠2-15g/L、偏钒酸钠2_15g/L、硫酸钴l_3g/L、氢氧化钠3-lOg/L ；
步骤2、将步骤1配制好的电解液注入氧化槽，将铝、镁或铝、镁的合金散热器浸入氧化 槽的电解液中，并接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照不同时间范围控制电压、能 级和频率参数，在散热器表面制得陶瓷层，即完成处理。本发明所采用的另一技术方案是，一种上述处理方法中使用的电解液，按重量与 体积比由以下组分组成六偏磷酸钠5-30g/L、三聚磷酸钠5-25g/L，硅酸钠2_15g/L、偏钒 酸钠2-15g/L、硫酸钴l_3g/L、氢氧化钠3-10g/L。本发明方法的有益效果是，经处理的铝、镁或铝、镁合金散热器在散热性能、耐热 蚀性能、绝缘性能方面均有明显优势，能够满足不同场合散热的需求。使用的电解液制备简 单，成本低。
图1是本发明方法中的通电时间与电压的控制曲线图； 图2是本发明方法中的通电时间与能级的控制曲线图3是本发明方法中的通电时间与频率的控制曲线图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行详细说明。
本发明是一种提高铝、镁或铝、镁合金散热器性能的表面处理方法，用这种方法处理之后，会在散热器表面生成黑色多孔陶瓷层，该陶瓷层与基体是一种微冶金结合体，使得 铝、镁或铝、镁合金散热器在多项性能上具有明显优势。本发明方法按照以下步骤具体实施
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠5-30g/L、三聚磷酸钠5-25g/L，硅酸钠2_15g/L、偏钒酸钠2_15g/L、硫酸钴 l_3g/L、氢氧化钠3-10g/L，得到碱性的电解液。各组分在该碱性的电解液中的作用是硅酸钠用来调节溶液的电导率，氢氧化钠 调节溶液的PH值，六偏磷酸钠和三聚磷酸钠可使生成的陶瓷层具有热障性能，硫酸钴和偏 钒酸钠作为添加剂，硫酸钴调节溶液的稳定性，偏钒酸钠调节溶液的稳定性。该碱性的电解液呈弱碱性，不含有难于处理的重金属离子，废液处理简单，对环境 无污染，可使得陶瓷层为黑色。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将铝、镁或铝、镁合金散热器浸入氧化槽的 电解液中并接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照下述参数控制不同时间范围的电 压、能级和频率，
1)参见图1，通电时间与电压的对应关系为 通电时间与正向电压的对应关系为
Omin, OV ；OmirTlmin，电压从 OV 上升到 350V ； lmirT5min，电压从 350V 上升至Ij 450V ；5mirTl0min，电压从 450V 上升到 530V ； 10mirTl5min，电压从 530V 上升到 600V ； 15mirT20min，电压从 600V 上升到 650V ； 通电时间与负向电压的对应关系为
0-15min,电压由OV均勻上升到300V ； 15_20min，电压保持在300V。2)参见图2，通电时间与能级的关系为0-6min，正向能级为12% ;6_14min，正向能 级为10% ；14-18min，正向能级为8% ；18_20min，正向能级为5% ；0_20min，负向能级为8%。3)参见图3，通电时间与频率的关系为0-6min，正向频率为IOOOHz ；6_14min，正 向频率为 1200Hz ；14-18min，正向频率为 1300Hz ；18_20min，正向频率为 1400Hz ；0_20min， 负向频率为IOOOHz，
即在散热器表面获得性能优良的陶瓷层。所述的电源控制模式为脉冲电源，低能级工作状态对降低能耗提高效率有重要意 义，平均能耗为l_2A/dm2，高压、变频、双向工作状态对所生成陶瓷层微观结构有重要意义。实施例1
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠5g/L、三聚磷酸钠5g/L，硅酸钠2g/L、偏钒酸钠2g/L、硫酸钴lg/L、氢氧化 钠 3g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将铝散热器浸入氧化槽的电解液中，并接 电源的正极，电源的负极接不锈钢板，控制不同时间范围的电压、能级和频率参数，通电时 间与电压的对应关系为
通电时间与正向电压的对应关系为
Omin, OV ；OmirTlmin，电压从 OV 上升到 350V ； lmirT5min，电压从 350V 上升到450V ；5mirTl0min，电压从 450V 上升到 530V ； 10mirTl5min，电压从 530V 上升到 600V ； 15mirT20min，电压从 600V 上升到 650V ； 通电时间与负向电压的对应关系为
0-15min,电压由OV均勻上升到300V ； 15_20min，电压保持在300V。2)参见图2，通电时间与能级的关系为0-6min，正向能级为12% ;6_14min，正向能 级为10% ；14-18min，正向能级为8% ；18_20min，正向能级为5% ；0_20min，负向能级为8%。3)参见图3，通电时间与频率的关系为0-6min，正向频率为IOOOHz ；6_14min，正 向频率为 1200Hz ；14-18min，正向频率为 1300Hz ；18_20min，正向频率为 1400Hz ；0_20min， 负向频率为IOOOHz。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理提升5%， 比着黑色处理散热能力提升3%，散热器的耐热蚀性好、绝缘电阻率为4. 5Χ1012Ω · cm。实施例2
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠30g/L、三聚磷酸钠25g/L，硅酸钠15g/L、偏钒酸钠15g/L、硫酸钴3g/L、氢 氧化钠10g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将铝合金散热器浸入氧化槽的电解液中并 接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照实施例1的参数控制不同时间范围的电压、能 级和频率参数。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理 提升6. 9%，比着黑色处理散热能力提升5. 1%，散热器的耐热蚀性好、绝缘电阻率为 6. 5 X IO12 Ω · cm。实施例3
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠20g/L、三聚磷酸钠15g/L，硅酸钠8g/L、偏钒酸钠10g/L、硫酸钴2g/L、氢氧 化钠5g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将镁散热器浸入氧化槽的电解液中并接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照实施例1的参数控制不同时间范围的电压、能级和
频率参数。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理 提升6. 85%，比着黑色处理散热能力提升5. 7%，散热器的耐热蚀好、绝缘电阻率为 5. 5 X IO12 Ω · cm。实施例4
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠10g/L、三聚磷酸钠20g/L，硅酸钠10g/L、偏钒酸钠2g/L、硫酸钴3g/L、氢氧 化钠8g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将镁合金散热器浸入氧化槽的电解液中并 接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照实施例1的参数控制不同时间范围的电压、能 级和频率参数。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理提升5.9%，比着黑色处理散热能力提升4. 5%，散热器的耐热蚀好、绝缘电阻率为 5. 5 X IO12 Ω · cm。实施例5
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠20g/L、三聚磷酸钠25g/L，硅酸钠15g/L、偏钒酸钠2g/L、硫酸钴lg/L、氢氧 化钠3g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将铝合金散热器浸入氧化槽的电解液中并 接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照实施例1的参数控制不同时间范围的电压、能 级和频率参数。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理 提升7. 1%，比着黑色处理散热能力提升5.6%，散热器的耐热蚀好、绝缘电阻率为 5. 5 X IO12 Ω · cm。实施例6
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠30g/L、三聚磷酸钠10g/L，硅酸钠12g/L、偏钒酸钠8g/L、硫酸钴1. 8g/L、氢 氧化钠7g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将镁合金散热器浸入氧化槽的电解液中并 接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照实施例1的参数控制不同时间范围的电压、能 级和频率参数。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理 提升6.8%，比着黑色处理散热能力提升5.2%，散热器的耐热蚀好、绝缘电阻率为 5. 5 X IO12 Ω · cm。实施例7
步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成
六偏磷酸钠25g/L、三聚磷酸钠20g/L，硅酸钠10g/L、偏钒酸钠5g/L、硫酸钴1. 5g/L、氢 氧化钠10g/L。步骤2、将配制好的电解液注入氧化槽，将铝合金散热器浸入氧化槽的电解液中并 接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照实施例1的参数控制不同时间范围的电压、能 级和频率参数。本实施例处理后的铝、镁或铝、镁合金散热器，散热能力较阳极氧化处理 提升6.9%，比着黑色处理散热能力提升5.8%，散热器的耐热蚀好、绝缘电阻率为 5. 52 X IO12 Ω · cm。本发明方法利用双向高能脉冲电压，通过微区瞬间高温烧结作用直接把基体金属 变成氧化物陶瓷膜，不需要添加污染元素，预处理简单，是一种清洁处理方式，通过优化对 电源参数(电压、能级、频率)的控制，调节不同阶段电源的输出量，获得性能优良的陶瓷层 覆盖在铝、镁或铝、镁合金散热器表面。处理后得到的陶瓷层呈黑色，与处理前的银白色相 比热辐射程度得到提高，所生成陶瓷膜层微观上为多孔结构，增大了散热器的表面积，提高 了散热性能，相同测试条件下，其散热能力较阳极氧化处理提升5-8%，比着黑色处理散热能 力提升3-6% ；所生成的陶瓷层耐热蚀性好、绝缘电阻率为4-6. 5X IO12 Ω · cm，尤其适用于对绝缘和散热性能要求较高的应用场合，其特征是恒流或恒压模式、 变频率、低能级(低能 耗)。经本发明方法处理的铝、镁或铝、镁合金散热器性能上有明显优势。
权利要求
一种铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法，其特征在于该方法按照以下步骤具体实施步骤1、配制电解液，按重量与体积比由以下组分组成，六偏磷酸钠5-30g/L、三聚磷酸钠5-25g/L，硅酸钠2-15g/L、偏钒酸钠2-15g/L、硫酸钴1-3g/L、氢氧化钠3-10g/L；步骤2、将步骤1配制好的电解液注入氧化槽，将铝、镁或铝、镁合金散热器浸入氧化槽的电解液中，并接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照不同时间范围控制电压、能级和频率参数，在散热器表面制得陶瓷层，即完成处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的步骤2中的通电时间与电压 的对应关系为通电时间与正向电压的对应关系为Omin, OV ；OmirTlmin，电压从 OV 上升到 350V ； lmirT5min，电压从 350V 上升到 450V ；5mirTl0min，电压从 450V 上升到 530V ； 10mirTl5min，电压从 530V 上升到 600V ； 15mirT20min，电压从 600V 上升到 650V ；通电时间与负向电压的对应关系为0-15min,电压由OV均勻上升到300V ； 15_20min，电压保持在300V。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的步骤2中的通电时间与能级 的关系为:0_6min，正向能级为12% ；6_14min，正向能级为10% ；14_18min，正向能级为8% ； 18-20min，正向能级为5% ；0-20min，负向能级为8%。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于所述的步骤2中的通电时间与频率 的关系为:0_6min，正向频率为IOOOHz ；6_14min，正向频率为1200Hz ； 14_18min，正向频率 为 1300Hz ； 18-20min，正向频率为 1400Hz ；0_20min，负向频率为 IOOOHz。
5.一种权利要求1所述处理方法中所使用的电解液，其特征在于，按重量与体积比 由以下组分组成六偏磷酸钠5-30g/L、三聚磷酸钠5-25g/L，硅酸钠2_15g/L、偏钒酸钠 2-15g/L、硫酸钴 l_3g/L、氢氧化钠 3-10g/L。
全文摘要
本发明公开了一种铝、镁或铝、镁合金散热器的处理方法，该方法按照以下步骤实施步骤1、配制电解液；步骤2、将步骤1配制好的电解液注入氧化槽，将铝、镁或铝、镁的合金散热器浸入氧化槽的电解液中，并接电源的正极，电源的负极接不锈钢板，按照不同时间范围控制电压、能级和频率参数，在散热器表面制得陶瓷层，即完成处理。本发明还公开了上述处理方法所使用的一种电解液，按重量与体积比由以下组分组成六偏磷酸钠5-30g/L、三聚磷酸钠5-25g/L，硅酸钠2-15g/L、偏钒酸钠2-15g/L、硫酸钴1-3g/L、氢氧化钠3-10g/L。本发明的电解液制备简单，所处理的铝、镁或铝、镁合金散热器主要性能均有明显优势。
文档编号C25D11/06GK101824641SQ20101013426
公开日2010年9月8日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者姬军鹏, 孙强, 王强, 陈桂涛 申请人:西安理工大学