本发明涉及金属表面处理技术领域，特别涉及一种含硼低碳钢氧化膜层及其制备方法。
背景技术：
近年来世界各大车厂、钢铁协会、铝业协会等组织和一些钢厂先后进行了多项汽车轻量化项目的研究，在材料的选择方面镁合金等轻质材料在汽车轻量化中被采用的越来越多。以铝镁az91系合金为主的材料在汽车上有着广阔的发展前景。
但是铝镁az91系合金在汽车轻量化的应用还存在以下突出问题:
一、镁合金强度可代替汽车大部分零部件，但材料关键的承重结构件与连接零部件仍然无法用镁合金代替传统的合金特种钢，只能选择含硼低碳钢以冲铆连接的方式来连接镁合金汽车结构件；
二、接触腐蚀问题。镁是活泼金属，其电极电位是-2.37v，而合金含硼低碳钢的电极电位为-0.44v，两者电位相差较大。当两者直接相互接触时，会自发地发生接触电偶腐蚀现象，导致电位较低的镁合金发生严重的腐蚀，致使材料性能失效。故需要在两者的接触上要涂覆磨膜层以抑制接触腐蚀现象的产生。
目前几乎所有的解决方案都是对镁合金进行表面处理。如将镁合金表面用硝酸钝化，形成致密的纳米颗粒保护层，其表面阻抗增加12倍。经表面钝化的镁合金与镀锌铆钉连接，按照gjb594a-2000“标准评定的腐蚀等级为0-1级，电偶腐蚀倾向明显减小，是除热带海洋环境以外条件均可使用的界面连接组合。但这种解决方案除了仍具有接触腐蚀倾向外，对于大尺寸汽车镁合金部件的表面钝化处理也存在成本高、工艺复杂和硝酸废液的环保问题。
现有技术中虽然也考虑到在与镁合金连接的钢铁结构部件上涂覆膜层而不是对镁合金进行表面处理，但传统的钢铁表面处理工艺主要有喷涂、热浸镀、化学热处理、电镀等工艺，这些方法都存在着涂层结合力较差，效率低下，处理时间较长，成本较高，环境污染较大，最重要的无法解决的强烈电偶腐蚀倾向。
如目前汽车冲铆连接使用的铆钉由含硼低碳钢(10b21)制造，表面镀锌，镀层厚度约100μm，由于金属zn与az91合金中主要元素金属mg之间的电位差约为0.667v，处于易发电偶腐蚀的危险区。
而且其镀层工艺一般是采用热浸镀与微弧氧化工艺相结合的方法，基于钢铁热浸镀技术上加以微弧氧化强化膜层的保护作用，其实质是在铝镀层上进行的微弧氧化，所以其表面膜层性能是基于表面热浸镀铝层而不是微弧氧化陶瓷层。由于该技术是以热浸镀铝技术为基础，热浸镀铝技术中，铝镀层与基体结合性能差的问题尤为突出，钢铁表面热浸镀结合微弧氧化技术制备的涂层极易脱落，涂层强度、耐磨性和耐腐蚀性也远远无法满足需求；其次就是工艺过程复杂，且对工艺过程中的参数要求严格，生产效率低下，生产成本很高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种含硼低碳钢氧化膜层的制备方法。本发明提供的制备方法工艺简单可控，制备得到的含硼低碳钢氧化膜层与基体结合性能良好，提高了膜层的强度、耐磨性和耐腐蚀性。
本发明提供了一种含硼低碳钢氧化膜层的制备方法，包括如下步骤：
以含硼低碳钢为阳极，在电解液中进行微弧氧化，得到含硼低碳钢氧化膜层；所述电解液包括偏铝酸钠5～25g/l、磷酸二氢钠2～10g/l、碳酸钠2～15g/l和丙三醇2～8g/l。
优选的，所述微弧氧化的参数包括：电流密度为0.5～300ma/cm2、正电压为450～700v、负电压为50～100v、电流频率为200～2000hz、正负频率比为0.5～2、正占空比为15～40％、负占空比为10～25％、反应时间为20～50min、反应温度为20～60℃。
优选的，所述电解液还包括四硼酸钠1～10g/l。
优选的，所述微弧氧化的参数包括：电流密度为0.1～300ma/cm2、正电压为500～700v、负电压为20～80v、电流频率为200～2000hz、正负频率比为1～2、正占空比为15～40％、负占空比为10～20％、反应时间为20～60min、反应温度为20～60℃。
优选的，所述电解液的ph值为8～12。
优选的，所述微弧氧化前还包括：对含硼低碳钢依次进行抛光、除油和酸洗。
优选的，所述除油在碱性溶液中进行，所述除油的温度为70～90℃。
优选的，所述酸洗在酸性溶液中进行，所述酸洗的温度为30～70℃。
本发明还提供了上述制备方法得到的含硼低碳钢氧化膜层，包括包覆在含硼低碳钢基体表面的al2o3陶瓷膜层。
优选的，所述al2o3陶瓷膜层的厚度为50～100μm，所述al2o3陶瓷膜层的绝缘电阻为100～150mω。
本发明提供了一种含硼低碳钢氧化膜层的制备方法，包括如下步骤：以含硼低碳钢为阳极，在电解液中进行微弧氧化得到氧化膜层含硼低碳钢；本发明提供的制备方法中选择的电解液包括偏铝酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钠和丙三醇的组分，通过控制电解液的组分及含量，在含硼低碳钢表面原位生长al2o3陶瓷膜层，结构致密均匀，与基体呈牢固的冶金态结合，显著提高了膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。实验结果表明：本发明所述微弧氧化制备方法得到的al2o3陶瓷膜层的莫氏硬度达到8.5～9，摩擦磨损实验测试摩擦系数为0.2～0.3；中性盐雾腐蚀试验分析年腐蚀速率为0.03～0.07mm/y。
此外，本发明获得的含硼低碳钢氧化膜层，包括包覆在含硼低碳钢表面的al2o3陶瓷膜层，所述al2o3陶瓷膜层绝缘电阻高达100～150mω，相当于用绝缘体封闭了含硼低碳钢铆钉与接触金属(镁合金)之间的界面间隙，抑制了电子流动回路，避免了电偶腐蚀发生。
附图说明
图1为本发明制备的含硼低碳钢氧化膜层的模拟图，其中绝缘体为al2o3陶瓷膜层；
图2为本发明含硼低碳钢氧化膜层的制备工艺流程图；
图3为本发明实施例6制备的含硼低碳钢氧化膜层的膜层表面；
图4为本发明实施例6制备的含硼低碳钢氧化膜层的界面sem图。
具体实施方式
本发明提供了一种含硼低碳钢氧化膜层的制备方法，包括如下步骤：
以含硼低碳钢为阳极，在电解液中进行微弧氧化，得到含硼低碳钢氧化膜层；所述电解液包括偏铝酸钠5～25g/l、磷酸二氢钠2～10g/l、碳酸钠2～15g/l和丙三醇2～8g/l。
本发明以含硼低碳钢为阳极，在电解液中进行微弧氧化，得到含硼低碳钢氧化膜层。在本发明中，所述含硼低碳钢的型号优选为10b21，本发明选择含硼低碳钢与ti、al、mg等有色金属在微弧氧化时形成自身氧化物陶瓷涂层不同，含硼低碳钢材料在碱性溶液和氧气条件下，不论生成fe(oh)3还是fe2o3都不是陶瓷绝缘体，且其与基体之间在强度和结合力方面都无法满足涂层的使用要求。因此，在对含硼低碳钢进行镀膜时，就需要引入其他金属元素，al2o3陶瓷与fe之间的热膨胀系数相近，并可以在微弧氧化时形成feo·al2o3复合陶瓷过渡层，在钢材表面形成al2o3陶瓷绝缘膜层。
在本发明中，所述电解液包括偏铝酸钠5～25g/l、磷酸二氢钠2～10g/l、碳酸钠2～15g/l和丙三醇2～8g/l。
在本发明中，所述电解液优选包括10～20g/l偏铝酸钠，更优选为15g/l。在本发明中，所述偏铝酸钠是含硼低碳钢表面微弧氧化膜层中铝离子的主要来源，而且偏铝酸钠能够提供碱性的电解液环境，同时保证基础al2o3膜层硬度、耐磨性及耐腐蚀性的提高。
在本发明中，所述电解液优选包括4～8g/l磷酸二氢钠，更优选为5g/l。在本发明中，所述磷酸二氢钠能够提高电解液的稳定性，维持微弧氧化电弧持续稳定，促进膜层的生成。
在本发明中，所述电解液优选包括4～12g/l碳酸钠，更优选为6～10g/l。在本发明中，所述碳酸钠在分解时产生co2气体，促进了电弧的产生，为表面膜层中电弧的产生提供空间基础，促进了膜层的原位生长及厚度增加。
在本发明中，所述电解液优选包括2～8g/l丙三醇，更优选为5g/l。在本发明中，所述丙三醇作为稳定剂主要起到稳定电解液的作用，在微弧氧化过程中防止工件与电解液在液面处产生的放电烧蚀现象。
在本发明中，当所述电解液包括偏铝酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钠和丙三醇时，所述微弧氧化工艺参数优选包括：电流密度为0.5～300ma/cm2、正电压为450～700v、负电压为50～100v、电流频率为200～2000hz、正负频率比为0.5～2、正占空比为15～40％、负占空比为10～25％、反应时间为20～50min、反应温度为20～60℃；更优选包括：电流密度为10～100ma/cm2、正电压为500～600v、负电压为60～80v、电流频率为500～1000hz、正负频率比为1～1.5、正占空比为20～30％、负占空比为15～20％、反应时间为30～40min、反应温度为30～50℃。
正电压及正占空比是促进陶瓷层的生成，电压及正占空比过高，陶瓷层孔隙过大，影响膜层质量，非晶相过多。电压及正占空比过小，陶瓷层厚度太小；负向电压及负占空比起到分解涂层的作用，电压及负占空比过大膜层生长缓慢，厚度降低，电压及负占空比过小，膜层质量不好，膜层非晶相过多。电流频率影响膜层孔隙大小及厚度，频率过大，膜层厚度较小，频率过小，膜层孔隙过大。反应时间影响膜层厚度，时间太短，膜层厚度小，时间太长，膜层厚度太厚，影响工件尺寸。反应温度影响膜层质量，温度过高，膜层分解加速。温度过低，膜层沉积生长过慢。
在本发明中，所述电解液优选还包括1～10g/l四硼酸钠，更优选为5g/l。在本发明中，所述硼酸钠在分解时会产生硼酸，硼酸能够分解微弧氧化过程中生成的三氧化二铁，提高膜层中氧化铝的含量，平整了微弧氧化膜层，进一步提高了膜层的致密性。
在本发明中，当所述电解液包括偏铝酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钠、丙三醇和四硼酸钠时，所述微弧氧化工艺参数优选包括：电流密度为0.1～300ma/cm2、正电压为500～700v、负电压为20～80v、电流频率为200～2000hz、正负频率比为1～2、正占空比为15～40％、负占空比为10～20％、反应时间为20～60min、反应温度为20～60℃。在本发明中，所述微弧氧化工艺参数更优选包括：电流密度为10～100ma/cm2、正电压为500～600v、负电压为60～80v、电流频率为500～1000hz、正负频率比为1～1.5、正占空比为20～30％、负占空比为15～20％、反应时间为30～40min、反应温度为30～50℃。
在本发明中，微弧氧化电解液及其工艺参数是获到合格膜层的技术关键，不同的电解液成分配合不同的氧化工艺参数的设置，所得膜层的性能是有差异的：工艺参数及电解液成分的配合影响膜层的厚度、硬度、孔隙率及表面粗糙度，且参数的不同对膜层中非晶相的产生存在影响，非晶相的存在，对膜层的质量起到不良的影响。电解液成分则影响膜层的成分及膜层的形貌。铝酸钠为膜层中氧化铝提供主要的元素，碳酸钠促进了膜层的生长且促进了氧化铝膜层的沉积；四硼酸钠起到分解工件表面生成的铁氧化合物，促进了氧化铝的生成，提高了膜层中氧化铝含量，提高了膜层厚度，硬度，及降低膜层的孔隙率及粗糙度。本发明采用特定成分以及配比的电解液在含硼低碳钢微弧氧化，在其表面能够形成al2o3陶瓷膜层，结构致密均匀，与基体呈牢固的冶金态结合，显著提高了膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
在本发明中，所述电解液的ph值优选为8～12，更优选为10。本发明在ph值为8～12的碱性环境下进行微弧氧化，能促进膜层氧化物的生成。
本发明优选在微弧氧化前对含硼低碳钢依次进行抛光、除油和酸洗。
本发明对于抛光工艺没有特殊限定，采用本领域常规的抛光技术方案即可；在本发明中，所述抛光优选包括化学抛光或机械抛光。在本发明中，所述抛光能够除去表面异物，降低表面粗糙度。
在本发明中，所述除油优选在碱性溶液中进行，所述碱性溶液优选包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙碱性溶液中的一种或两种以上的混合物，在本发明中优选为氢氧化钠溶液；在本发明中，所述除油的温度优选为70～90℃，更优选为80℃。本发明对于除油的时间没有特殊要求，本发明除油的目的是为了防止油脂影响表面导电性及膜层氧化物的沉积。
在本发明中，所述酸洗优选在酸性溶液中进行，所述酸性溶液优选包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或两种以上的混合物；在本发明实施例中优选为盐酸和硫酸的混合溶液，所述盐酸和硫酸的体积比优选为3：1；在本发明中，所述酸洗的温度优选为30～70℃，更优选为40～60℃；所述酸洗的时间优选为3～20min，更优选为5～15min。在本发明中，所述酸洗能够去除含硼低碳钢的表面铁锈。
本发明在微弧氧化前对含硼低碳钢依次进行抛光、除油、酸洗能够使钢制工件(含硼低碳钢)表面平整光洁，以达到符合表面微弧氧化工艺处理要求。
酸洗结束后，本发明优选将所述酸洗后的产物放入流动清水中清洗，去除酸洗过程中残余的废液，得到含硼低碳钢。
微弧氧化结束后，本发明优选对所述微弧氧化的产物依次进行清洗、干燥，得到含硼低碳钢氧化膜层。
在本发明中，所述清洗优选依次包括清水清洗、无水乙醇超声清洗。本发明对于上述清洗的方式及参数没有特殊要求，采用本领域常规的清洗技术即可。在本发明中，所述清水清洗能够冲洗掉膜层表面残留电解液与表面疏松易掉的颗粒。在本发明中，所述无水乙醇超声清洗能够去除表面多孔膜层孔洞中残存的电解液与疏松的膜层颗粒。
在本发明中，所述干燥优选为鼓风干燥。本发明对所述干燥的时间、温度等条件没有特殊要求，采用本领域常规的鼓风干燥工艺，获得干燥含硼低碳钢氧化膜层即可。
本发明提供的含硼低碳钢氧化膜层在实施例中的制备工艺流程图如图2所示。
本发明还提供了上述制备方法得到的含硼低碳钢氧化膜层，包括包覆在含硼低碳钢基体表面的al2o3陶瓷膜层，所述al2o3陶瓷膜层的绝缘电阻为100～150mω。本发明制备的al2o3陶瓷膜层相当于绝缘体封闭了含硼低碳钢铆钉与接触金属(镁合金)之间的界面间隙，抑制了电子流动回路，避免了电偶腐蚀发生。
本发明提供的含硼低碳钢氧化膜层如图1所示，图1中的绝缘层即为al2o3陶瓷膜层，绝缘体膜层介于含硼低碳钢铆钉(fe)与接触金属(mg合金)之间的界面间隙，形成了有效的隔离效果。
在本发明中，所述al2o3陶瓷膜层的厚度优选为50～100μm，更优选为60～75μm。
本发明提供的制备方法在含硼低碳钢表面原位生长al2o3陶瓷膜层，结构致密均匀，与基体呈牢固的冶金态结合，显著提高了膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。实验结果表明：本发明所述微弧氧化制备方法得到的al2o3陶瓷膜层的莫氏硬度达到8.5～9，摩擦磨损实验测试摩擦系数为0.2～0.3；中性盐雾腐蚀试验分析年腐蚀速率为0.03～0.07mm/y。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种含硼低碳钢氧化膜层及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1)预处理
将粗制10b21含硼低碳钢进行机械抛光后，在氢氧化钠溶液中进行除油，温度为70℃，然后在盐酸和硫酸混合液中(体积比为3:1)酸洗3分钟，温度为70℃，最后将酸洗后的产物放入到流动清水中去除表面参与的酸洗液得到10b21含硼低碳钢。
2)配置电解液体系；偏铝酸钠5g/l，磷酸二氢钠2g/l，碳酸钠2g/l，丙三醇2g/l。按照上述配比，搅拌溶解到水中，并保持电解液的ph值为8～12。
3)电极安装：将10b21含硼低碳钢夹持放入到电解液中；选择导电性良好的挂持夹具，夹持要微弧氧化工艺处理的10b21含硼低碳钢，将夹具一端与微弧氧化电解池中阳极相连接，将10b21含硼低碳钢完全浸入到已配置好的电解液中。
4)微弧氧化工艺参数：电流密度保持在10ma/cm2、正电压为450v、负电压为50v、电流频率为200hz、正负频率比为0.5、正占空比为15％、负占空比为25％，反应时间为20min，反应温度控制在60℃。
5)清洗阶段：将微弧氧化工艺处理完成后的产物依次经过清水清洗和无水乙醇超声清洗，取出经鼓风干燥，即获得含硼低碳钢氧化膜层。
实施例2
1)预处理
将粗制10b21含硼低碳钢进行机械抛光后，在氢氧化钠溶液中进行除油，温度为90℃，然后在盐酸和硫酸混合液中(体积比为3:1)酸洗20分钟，温度为30℃，最后将酸洗后的产物放入到流动清水中去除表面参与的酸洗液得到10b21含硼低碳钢。
2)配置电解液体系；偏铝酸钠25g/l，磷酸二氢钠10g/l，碳酸钠15g/l，丙三醇8g/l。按照上述配比，搅拌溶解到水中，并保持电解液的ph值为8～12。
3)电极安装：将10b21含硼低碳钢夹持放入到电解液中；选择导电性良好的挂持夹具，夹持要微弧氧化工艺处理的10b21含硼低碳钢，将夹具一端与微弧氧化电解池中阳极相连接，将10b21含硼低碳钢完全浸入到已配置好的电解液中。
4)微弧氧化工艺参数：电流密度保持在300ma/cm2、正电压为700v、负电压为100v、电流频率为2000hz、正负频率比为2、正占空比为40％、负占空比为10％，反应时间为50min，反应温度控制在20℃。
5)清洗阶段：将微弧氧化工艺处理完成后的产物依次经过清水清洗和无水乙醇超声清洗，取出经鼓风干燥，即获得含硼低碳钢氧化膜层。
实施例3
1)预处理
将粗制10b21含硼低碳钢进行机械抛光后，在氢氧化钠溶液中进行除油，温度为80℃，然后在盐酸和硫酸混合液中(体积比为3:1)酸洗10分钟，温度为50℃，最后将酸洗后的产物放入到流动清水中去除表面参与的酸洗液得到10b21含硼低碳钢。
2)配置电解液体系；偏铝酸钠15g/l，磷酸二氢钠5g/l，碳酸钠10g/l，丙三醇5g/l。按照上述配比，搅拌溶解到水中，并保持电解液的ph值为8～12。
3)电极安装：将10b21含硼低碳钢夹持放入到电解液中；选择导电性良好的挂持夹具，夹持要微弧氧化工艺处理的10b21含硼低碳钢，将夹具一端与微弧氧化电解池中阳极相连接，将10b21含硼低碳钢完全浸入到已配置好的电解液中。
4)微弧氧化工艺参数：电流密度保持在100ma/cm2、正电压为600v、负电压为80v、电流频率为1000hz、正负频率比为1、正占空比为25％、负占空比为15％，反应时间为35min，反应温度控制在40℃。
5)清洗阶段：将微弧氧化工艺处理完成后的产物依次经过清水清洗和无水乙醇超声清洗，取出经鼓风干燥，即获得含硼低碳钢氧化膜层。
实施例4
1)预处理
将粗制10b21含硼低碳钢进行机械抛光后，在氢氧化钾溶液中进行除油，温度为80℃，然后在盐酸中酸洗10分钟，温度为50℃，最后将酸洗后的产物放入到流动清水中去除表面参与的酸洗液得到10b21含硼低碳钢。
2)配置电解液体系；偏铝酸钠15g/l，磷酸二氢钠5g/l，碳酸钠10g/l，丙三醇5g/l。按照上述配比，搅拌溶解到水中，并保持电解液的ph值为8～12。
3)电极安装：将10b21含硼低碳钢夹持放入到电解液中；选择导电性良好的挂持夹具，夹持要微弧氧化工艺处理的10b21含硼低碳钢，将夹具一端与微弧氧化电解池中阳极相连接，将10b21含硼低碳钢完全浸入到已配置好的电解液中。
4)微弧氧化工艺参数：电流密度保持在100ma/cm2、正电压为600v、负电压为80v、电流频率为1000hz、正负频率比为1、正占空比为25％、负占空比为15％，反应时间为35min，反应温度控制在40℃。
5)清洗阶段：将微弧氧化工艺处理完成后的产物依次经过清水清洗和无水乙醇超声清洗，取出经鼓风干燥，即获得含硼低碳钢氧化膜层。
实施例5
1)预处理
将粗制10b21含硼低碳钢进行机械抛光后，在氢氧化钠溶液中进行除油，温度为80℃，然后在盐酸和硫酸混合液中(体积比为3:1)酸洗10分钟，温度为50℃，最后将酸洗后的产物放入到流动清水中去除表面参与的酸洗液得到10b21含硼低碳钢。
2)配置电解液体系；偏铝酸钠15g/l，磷酸二氢钠5g/l，碳酸钠10g/l，丙三醇5g/l，四硼酸钠1g/l。按照上述配比，搅拌溶解到水中，并保持电解液的ph值为8～12。
3)电极安装：将10b21含硼低碳钢夹持放入到电解液中；选择导电性良好的挂持夹具，夹持要微弧氧化工艺处理的10b21含硼低碳钢，将夹具一端与微弧氧化电解池中阳极相连接，将10b21含硼低碳钢完全浸入到已配置好的电解液中。
4)微弧氧化工艺参数：电流密度保持在100ma/cm2、正电压为600v、负电压为80v、电流频率为1000hz、正负频率比为1、正占空比为25％、负占空比为15％，反应时间为35min，反应温度控制在40℃。
5)清洗阶段：将微弧氧化工艺处理完成后的产物依次经过清水清洗和无水乙醇超声清洗，取出经鼓风干燥，即获得含硼低碳钢氧化膜层。
实施例6
1)预处理
将粗制10b21含硼低碳钢进行机械抛光后，在氢氧化钠溶液中进行除油，温度为80℃，然后在盐酸和硫酸混合液中(体积比为3:1)酸洗10分钟，温度为50℃，最后将酸洗后的产物放入到流动清水中去除表面参与的酸洗液得到10b21含硼低碳钢。
2)配置电解液体系；偏铝酸钠15g/l，磷酸二氢钠5g/l，碳酸钠10g/l，丙三醇5g/l，四硼酸钠10g/l。按照上述配比，搅拌溶解到水中，并保持电解液的ph值为8～12。
3)电极安装：将10b21含硼低碳钢夹持放入到电解液中；选择导电性良好的挂持夹具，夹持要微弧氧化工艺处理的10b21含硼低碳钢，将夹具一端与微弧氧化电解池中阳极相连接，将10b21含硼低碳钢完全浸入到已配置好的电解液中。
4)微弧氧化工艺参数：电流密度保持在100ma/cm2、正电压为600v、负电压为80v、电流频率为1000hz、正负频率比为1、正占空比为25％、负占空比为15％，反应时间为35min，反应温度控制在40℃。
5)清洗阶段：将微弧氧化工艺处理完成后的产物依次经过清水清洗和无水乙醇超声清洗，取出经鼓风干燥，即获得含硼低碳钢氧化膜层。
对比例1
采用实施例3中步骤1)预处理后得到10b21含硼低碳钢作为对比例1。
对比例2
采用实施例3所述方法在硼低碳钢上制备的镀锌层。
检测实施例1～6及对比例1～2所获得的膜层的性能，结果如表1。
其中，莫氏硬度检测采用划痕法，将棱锥形金刚钻针刻划所试样品的表面而发生划痕，用测得的划痕的深度来表示硬度。
摩擦系数采用摩擦磨损试验测得，检测方法为摩擦磨损实验gbt12444.1-1990。
年腐蚀速率经中性盐雾腐蚀试验分析得到，中性盐雾试验，采用国际标准iso3768-1976《金属覆盖层中性盐雾试验中性盐雾试验中性盐雾试验中性盐雾试验(nss试验)》；
表1实施例1～6及对比例1～2膜层厚度及性能检测结果
由以上实施例1～6和对比例1～2可以看出，本发明提供的含硼低碳钢氧化膜层的硬度、耐磨性和耐腐蚀性相对于钢材基体含硼低碳钢和镀锌膜层得到显著提高。
由实施例3和6对比可知，当电解液中增加四硼酸钠时，所得含硼低碳钢氧化膜层的硬度有着小幅度的提升、摩擦系数和年腐蚀速率都得到降低，由此可见电解液中四硼酸钠的添加能够平整膜层结构，提高膜层的致密性，进而能够提高膜层硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
图3和图4为本发明实施例6制备得到的含硼低碳钢氧化膜层的膜层表面及界面sem图，由图中可以看出，钢件表面生成由多孔洞状的氧化铝膜层，膜层表面致密多孔，膜层与基体的结合较好，且膜层厚度达到100μm左右。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。