一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液的制作方法
【专利说明】一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种表面涂层涂覆用的电解氧化液，具体涉及一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液。
【背景技术】
[0003]镁及镁合金因其特有的综合性能如密度小，比强度和比刚度高，具有良好的减震及电磁屏蔽性能在汽车、航空航天、电子、军事以及核能等工业部门得到了广泛的应用。但镁性质较活泼，在空气中极易发生腐蚀，故镁合金作为结构和壳体材料时，必须采用可靠的表面防护措施。等离子体电解氧化是一种在轻金属表面原位生长陶瓷氧化涂层的技术。这与其它陶瓷涂层制备技术的出发点完全不同，不需要从外部引入陶瓷物料，从而使氧化涂层既有陶瓷涂层的高性能，又保持了阳极氧化涂层与基体的结合力，可以极大的提高基体材料的耐蚀性。等离子体电解氧化是一种在轻金属表面原位生长氧化物陶瓷涂层的新技术。但是，至今只有铝合金的等离子体电解氧化处理比较成熟，且已经开始工业化应用，而镁合金的等离子体电解氧化处理多数处于研宄开发中。常见的制备镁合金表面陶瓷涂层的方法是采用硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐等对镁合金进行等离子体电解氧化处理，在镁合金表面可获得具有一定厚度的陶瓷涂层。这些方法所获得的陶瓷层都能显著提高镁合金的耐蚀性。但是，这些技术所形成的陶瓷层涂层均为镁的氧化物或氢氧化物为主的陶瓷涂层，质地疏松、表面硬度低、较脆，且在涂层内容易形成空穴和裂纹，遇水易发生腐蚀。鉴于以上考虑，开发一种等离子体电解氧化方法在镁合金表面制备一层与基体结合牢固、有较厚厚度且致密少孔、耐腐蚀性强疏水的氧化锆陶瓷涂层，是充分发挥其优势、克服其劣势、扩大其应用领域行之有效的办法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，该电解液不含Cr6+，且能够提高所得涂层的耐蚀性、疏水性和与基体的结合力。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，采用去离子水配制，每升电解液中含有6?20g的氟锆酸盐以及下述中的一种:
0.1?1.5g的磷酸二氢钠、0.1?2.5g的磷酸氢二钠和0.1?1.5g的磷酸。
[0006]上述中，优选的是，所述氟锆酸盐、磷酸盐为其钠盐或者钾盐。
[0007]上述中，优选的是，每升电解液中含有8?18g的氟锆酸盐。
[0008]另外，优选的是，每升电解液中含有0.3?1.2g的磷酸二氢钠，或者，每升电解液中含有0.5?2.0g的磷酸氢二钠，或者，每升电解液中含有0.3?1.2g的磷酸。
[0009]配制电解液: 在去离子水中，首先加入氟锆酸盐，充分搅拌溶解完全，然后再加入磷酸二氢钠，磷酸氢二钠和磷酸中的一种，充分搅拌溶解完全，即得。
[0010]等离子体电解氧化:
以镁或镁合金为阳极、不锈钢板为阴极，其中阴极面积:阴极面积〉7 cm2。在上述配好的电解液中，采用直流电源，在恒定电压为430?550V、阴阳极板间距为3?15cm的条件下进行等离子体电解氧化，在120?600s内加压至430?550V，维持电解液温度为25?45 °C，处理时间为3?60min。
[0011]本发明技术中所用电解液不含Cr6+，对环境没有太大污染。所得涂层表面光滑。陶瓷外观致密少孔、主要由单斜和四方相的氧化锆陶瓷物相组成，厚度约为18?100 μπι。
[0012]本发明具有如下优点:
1.本发明技术中所用的等离子体电解氧化液不含对人体和环境危害很大的Cr6+，溶液成分非常简单，易于控制，不含易分解成分，工艺稳定。
[0013]2.采用本发明制得的涂层，表面光滑、有较厚厚度且致密少孔、结合牢固、涂层主要由耐腐蚀性强且表面疏水的氧化锆组成。
[0014]3.本发明操作简单，原料易得，适于工业化生产。
[0015]对所制得涂层的组成和性能检测表明，本发明使镁合金表面的等离子体电解氧化锆陶瓷涂层的耐腐蚀性较基体镁合金提高了约6个数量级，较传统MgO和Mg(OH)2等离子体电解氧化陶瓷涂层的腐蚀性能提高了约3个数量级。且涂层呈现疏水特性。
【具体实施方式】
[0016]实施例一:
采用去离子水配制，每升电解液中含有Sg的氟锆酸钠以及1.2g的磷酸二氢钠。
[0017]配制方法:在去离子水中，首先加入氟锆酸钠盐，充分搅拌溶解完全，然后再加入磷酸二氢钠，充分搅拌溶解完全，即得。
[0018]实施例二:
采用去离子水配制，每升电解液中含有18g的氟锆酸钠以及0.3g的磷酸二氢钠。
[0019]配制方法同实施例一。
[0020]实施例三:
采用去离子水配制，每升电解液中含有13g的氟锆酸钠以及0.75g的磷酸二氢钠。
[0021]配制方法同实施例一。
[0022]实施例四:
采用去离子水配制，每升电解液中含有Sg的氟锆酸钠以及2.0g的磷酸氢二钠。
[0023]配制方法同实施例一。
[0024]实施例五:
采用去离子水配制，每升电解液中含有18g的氟锆酸钠以及0.5g的磷酸氢二钠。
[0025]配制方法同实施例一。
[0026]实施例六:
采用去离子水配制，每升电解液中含有13g的氟锆酸钠以及1.25g的磷酸氢二钠。
[0027]配制方法同实施例一。
[0028]实施例七:
采用去离子水配制，每升电解液中含有Sg的氟锆酸钠以及1.2g的磷酸。
[0029]配制方法同实施例一。
[0030]实施例八:
采用去离子水配制，每升电解液中含有18g的氟锆酸钠以及0.3g的磷酸。
[0031]配制方法同实施例一。
[0032]实施例九:
采用去离子水配制，每升电解液中含有13g的氟锆酸钠以及0.75g的磷酸。
[0033]配制方法同实施例一。
[0034]应用例:
采用任一实施例制得的电解液进行等离子体电解氧化:
以镁或镁合金为阳极、不锈钢板为阴极，其中阴极面积:阴极面积15 cm2。在配好的电解液中，采用直流电源，在恒定电压为500V、阴阳极板间距为9cm的条件下进行等离子体电解氧化，在300s内加压至500V，维持电解液温度为30°C，处理时间为20min。
【主权项】
1.一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，其特征在于，采用去离子水配制，每升电解液中含有6?20g的氟锆酸盐以及下述中的一种: 0.1?1.5g的磷酸二氢钠、0.1?2.5g的磷酸氢二钠和0.1?1.5g的磷酸。
2.根据权利要求1所述的一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，其特征在于，所述氟锆酸盐、磷酸盐为其钠盐或者钾盐。
3.根据权利要求1所述的一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，其特征在于，每升电解液中含有8?18g的氟锆酸盐。
4.根据权利要求1所述的一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，其特征在于，每升电解液中含有0.3?1.2g的磷酸二氢钠。
5.根据权利要求1所述的一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，其特征在于，每升电解液中含有0.5?2.0g的磷酸氢二钠。
6.根据权利要求1所述的一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，其特征在于，每升电解液中含有0.3?1.2g的磷酸。
【专利摘要】一种镁或镁合金耐腐蚀疏水性等离子体电解氧化液，采用去离子水配制，每升电解液中含有6～20g的氟锆酸盐以及下述中的种：0.1～1.5g的磷酸二氢钠、0.1～2.5g的磷酸氢二钠和0.1～1.5g的磷酸。该电解液不含Cr6＋，且能够提高所得涂层的耐蚀性、疏水性和与基体的结合力。
【IPC分类】C25D11-30
【公开号】CN104562148
【申请号】CN201510043281
【发明人】王丽, 付文, 吴世逵
【申请人】广东石油化工学院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月29日