一种镁合金埋件螺纹表面强化的方法

文档序号:8484306阅读:517来源:国知局
一种镁合金埋件螺纹表面强化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种埋件螺纹表面强化的方法。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断进步,航天器也随之向重型,多功能和高稳定一体化发展,从某种程度上来讲,航天器的有效载荷,精度和灵敏性在不断提高,对航天所用材料提出了更高的要求,如质轻,高功效和多功能等性能。铝、镁及其合金属于轻质金属,具有低密度,高强度,易加工性和韧性好等特点,且是能经表面技术改善的阀金属材料,广泛应用于航天器的结构用材料中,如航天器附件(如太阳翼、天线),航天器承力结构件(如接头、支架等)以及密封壳体结构等,随着航天事业的长足进展,逐渐由近地转向深空,转入长时间空间运作,对航天器的结构用材料提出了更高的要求,如质轻,高强度,抗空间效应,耐磨耐蚀和高稳定性等性能,为了进一步减轻重量且不失功效性,提高结构效率,迫切需要性能更好的结构用材。
[0003]高强度、低密度材料是航天器结构设计理念的首选,以此来作为提高航天器结构效益的基准。镁合金具有密度小(1.82g/cm3)、比强度高的优势;镁及其合金埋件广泛用于航天器结构中的连接件,以满足航天器轻量化的要求。但在存储、装备和运作过程中,易产生磨损和腐蚀等问题,使得结构件相互粘结力差,螺纹松动,致使航天器可靠性下降。因此,提高镁及其合金的耐腐蚀性、埋件螺纹加固性能尤为重要。

【发明内容】

[0004]本发明的目的是要解决现有镁合金螺纹因电场分布不均,受电场分布不均的影响,螺纹内部易出现局部放电现象,导致表面成膜不均的问题,而提供一种镁合金埋件螺纹表面强化的方法。
[0005]一种镁合金埋件螺纹表面强化的方法,是按以下步骤完成的:
[0006]一、镁合金埋件表面机械预处理:依次使用120#SiC砂纸、1000#SiC砂纸和2000#SiC砂纸对镁合金埋件表面进行打磨处理,镁合金埋件的螺纹内部使用螺纹塞规进行打磨,得到表面光亮的镁合金埋件;
[0007]二、超声处理:使用无水乙醇对表面光亮的镁合金埋件清洗3次?5次,再将乙醇清洗后的镁合金埋件浸入到丙酮中,再在超声功率为200?300W下超声处理1min?15min,得到丙酮清洗后的镁合金埋件;
[0008]三、除油:将丙酮清洗后的镁合金埋件浸入到除油剂溶液中,在温度为在50°C?80°C下处理15min?20min,再使用蒸馏水进行冲洗5次?10次,再在温度为20°C?30°C下干燥Imin?2min,得到除油后的镁合金埋件;
[0009]步骤三中所述的除油剂由氢氧化钾溶液和磷酸钠溶液组成;所述的除油剂中氢氧化钾的浓度为40g/L?60g/L,磷酸钠溶液的浓度为5g/L?20g/L ;
[0010]四、微弧氧化:将除油后的镁合金埋件放入到装有电解液的不锈钢电解槽中,除油后的镁合金埋件与电源的正极相连接,作为阳极,不锈钢的电解槽与电源的负极相连接,作为阴极;采用脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.5A/dm2?1.2A/dm2,占空比为10%?40%和电源频率为500Hz?2000Hz下微弧氧化6min?lOmin,即完成镁合金埋件螺纹表面强化的方法;
[0011 ] 步骤四中所述的电解液由硅酸钠、氢氧化钾、氟化钠、丙三醇和乙二醇组成,溶剂为水;所述的电解液中硅酸钠的浓度为15g/L?40g/L,氢氧化钾的浓度为3g/L?7g/L,氟化钠的浓度为lg/L?6g/L,丙三醇的浓度为10mL/L?300mL/L,乙二醇的浓度为1mL/L ?100mL/Lo
[0012]本发明的优点:
[0013]一、使用本发明一中镁合金埋件螺纹表面强化的方法后,在镁合金埋件螺纹与表面得到了致密均匀的微弧氧化膜层;镁合金埋件螺纹表面强化后在0.lmol/L的稀硝酸溶液中无冒泡腐蚀现象,证明膜层没有微孔;在3.5%食盐水的中性盐雾实验中,未经氧化的镁合金在一小时内就发生了腐蚀,而使用本发明方法处理后的镁合金可以在盐雾试验中96个小时不腐蚀;
[0014]二、对使用本发明方法表面强化后的镁合金埋件实施4.0N-M拧紧力距,反复装卸20次微弧氧化膜层不脱落;对使用本发明的方法完成表面强化后的镁合金埋件内螺纹实施拉脱试验,拉脱力达8千牛顿?12千牛顿;满足了航天用镁合金材料要求。
[0015]本发明可获得一种镁合金埋件螺纹表面强化的方法。
【附图说明】
[0016]图1为对比试验中得到的处理后的镁合金埋件螺纹表面的SEM图;
[0017]图2为实施例一中得到的完成镁合金埋件螺纹表面强化的方法后镁合金埋件螺纹表面的SEM图;
[0018]图3为对比试验中得到的处理后的镁合金埋件的数码照片图,图3中I为镁合金埋件,2为微弧氧化陶瓷膜层,3为微弧氧化过程中由于电场分布不均而引起的烧蚀沉积;
[0019]图4为实施例一中得到的完成镁合金埋件螺纹表面强化的方法后镁合金埋件的数码照片图,图4中I为镁合金埋件,2为微弧氧化陶瓷膜层。
【具体实施方式】
[0020]【具体实施方式】一:本实施方式是一种镁合金埋件螺纹表面强化的方法是按以下步骤完成的:
[0021]一、镁合金埋件表面机械预处理:依次使用120#SiC砂纸、1000#SiC砂纸和2000#SiC砂纸对镁合金埋件表面进行打磨处理,镁合金埋件的螺纹内部使用螺纹塞规进行打磨,得到表面光亮的镁合金埋件;
[0022]二、超声处理:使用无水乙醇对表面光亮的镁合金埋件清洗3次?5次,再将乙醇清洗后的镁合金埋件浸入到丙酮中,再在超声功率为200?300W下超声处理1min?15min,得到丙酮清洗后的镁合金埋件;
[0023]三、除油:将丙酮清洗后的镁合金埋件浸入到除油剂溶液中,在温度为在50°C?80°C下处理15min?20min,再使用蒸馏水进行冲洗5次?10次,再在温度为20°C?30°C下干燥Imin?2min,得到除油后的镁合金埋件;
[0024]步骤三中所述的除油剂由氢氧化钾溶液和磷酸钠溶液组成;所述的除油剂中氢氧化钾的浓度为40g/L?60g/L,磷酸钠溶液的浓度为5g/L?20g/L ;
[0025]四、微弧氧化:将除油后的镁合金埋件放入到装有电解液的不锈钢电解槽中,除油后的镁合金埋件与电源的正极相连接,作为阳极,不锈钢的电解槽与电源的负极相连接,作为阴极;采用脉冲微弧氧化电源供电,在电流密度为0.5A/dm2?1.2A/dm2,占空比为10%?40%和电源频率为500Hz?2000Hz下微弧氧化6min?lOmin,即完成镁合金埋件螺纹表面强化的方法;
[0026]步骤四中所述的电解液由硅酸钠、氢氧化钾、氟化钠、丙三醇和乙二醇组成,溶剂为水;所述的电解液中硅酸钠的浓度为15g/L?40g/L,氢氧化钾的浓度为3g/L?7g/L,氟化钠的浓度为lg/L?6g/L,丙三醇的浓度为10mL/L?300mL/L,乙二醇的浓度为1mL/L ?100mL/Lo
[0027]本实施方式的优点:
[0028]一、使用本实施方式一中镁合金埋件螺纹表面强化的方法后,在镁合金埋件螺纹与表面得到了致密均匀的微弧氧化膜层;镁合金埋件螺纹表面强化后在0.lmol/L的稀硝酸溶液中无冒泡腐蚀现象,证明膜层没有微孔;在3.5%食盐水的中性盐雾实验中,未经氧化的镁合金在一小时内就发生了腐蚀,而使用本实施方式方法处理后的镁合金可以在盐雾试验中96个小时不腐蚀;
[0029]二、对使用本实施方式方法表面强化后的镁合金埋件实施4.0N M拧紧力距,反复装卸20次微弧氧化膜层不脱落;对使用本实施方式的方法完成表面强化后的镁合金埋件内螺纹实施拉脱试验,拉脱力达8千牛顿?12千牛顿;满足了航天用镁合金
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