用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液，它是由下述浓度的组分组成：1～30g/L的Na2SiO3，0.5～10g/L的NaOH，0.1～5g/L的Na2WO4，1～20g/L的Na2Al2O4，0.05～2.0g/L的La(NO3)3·6H2O，0.5～10g/L的C10H14N2O8Na2·2H2O，其余为去离子水。本发明通过大量试验最终发现在常规微弧氧化电解液基础上增加铝酸钠和六水合硝酸镧能够进一步降低微弧氧化电源电压和电源功率的，也即能够在更低的电源电压（400V以下）以及更低的电源功率（120kW以下）的情况下氧化得到显微硬度在2000HV以上的氧化陶瓷层。
【专利说明】
用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液
技术领域
[0001]本发明属于铝合金表面陶瓷氧化技术领域，具体涉及一种用于7075铝合金激光耦 合微等离子体弧氧化的电解液。
【背景技术】
[0002] 7系铝合金是一种常用的合金，包含有锌和镁，比较常见的7系铝合金中强度最好 的就是7075合金，7075铝合金具有良好的机械性及阳极反应，广泛用于航空航天、模具加 工、机械设备、工装夹具等领域，特别用于制造飞机结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强 的高应力结构体。但是7075铝合金无法进行焊接，而且它的抗腐蚀性相当差，有应力腐蚀开 裂倾向，需经包铝或其他保护处理使用。对7075铝合金进行表面处理，使其不但重量轻、强 度高，而且具有良好的耐腐蚀性，具有现实意义和工业价值。
[0003] 激光耦合微等离子体弧氧化是一种新型的铝合金表面陶瓷氧化方法，可以进行大 面积的铝合金表面陶瓷氧化，使铝合金表面耐磨性和耐腐蚀性大大提高。
[0004] 中国专利文献CN103103593A公开的铝、镁、钛或其合金的表面陶瓷氧化方法即为 激光耦合微等离子体弧氧化。该文献采用的电解液为常规微等离子体弧氧化所用的电解 液，其组成为:8g/L硅酸钠、2g/L氢氧化钠、lg/L钨酸钠、2g/L乙二胺四乙酸二钠以及水。由 于激光能量的引入，使得激光耦合微等离子体弧氧化能够在500V左右的电源电压以及 150KW左右的电源功率的情况下获得2000HV以上的陶瓷层硬度，明显低于常规微弧氧化 700V以上的电源电压以及几百千瓦的电源功率。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够进一步降低微弧氧化电源电压和 电源功率的用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液。
[0006] 实现本发明上述目的的技术方案是:一种用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧 氧化的电解液，它是由下述浓度的组分组成：1~30g/L的硅酸钠 Na2Si〇3，0.5~10g/L的氢氧 化钠 Na0H，0.1~5g/L的钨酸钠 Na2W〇4，l~20g/L的铝酸钠 Na2Al2〇4,〇.〇5~2.0g/L的六水合 硝酸镧La(N03)3 · 6Η2〇,0·5~10g/L的乙二胺四乙酸二钠&.4他〇8似2 · 2出0,其余为去离子 水。
[0007] 作为进一步优选，上述电解液由下述浓度的组分组成:5~15g/L的硅酸钠 Na2Si03， 1~5g/L的氢氧化钠 Na0H，0.5~2.5g/L的钨酸钠 Na2W〇4,5~10g/L的铝酸钠 Na2Al2〇4,〇.l~ l.〇g/L的六水合硝酸镧La(N03)3 · 6Η2〇，1~5g/L的乙二胺四乙酸二钠 CKjHwNsOsNa〗· 2出0， 其余为去离子水。
[0008] 作为更进一步优选，上述电解液由下述浓度的组分组成：10~12g/L的硅酸钠 Na2Si03,3~4g/L的氢氧化钠 Na0H，1.0~1.5g/L的钨酸钠 Na2W〇4,6~7g/L的铝酸钠 恥2厶12〇4,〇.3~0.58/1的六水合硝酸镧1^(腸3)3.6!12〇,2~38/^的乙二胺四乙酸二钠 Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H2〇,其余为去尚子水。
[0009] 本发明具有的积极效果:本发明通过大量试验最终发现在常规微弧氧化电解液基 础上增加铝酸钠和六水合硝酸镧能够进一步降低微弧氧化电源电压和电源功率的，也即本 发明的电解液能够在更低的电源电压(400V以下）以及更低的电源功率（120kW以下）的情况 下氧化得到显微硬度在2000HV以上的氧化陶瓷层。
【具体实施方式】
[0010] (实施例1) 本实施例的电解液组成如下：12g的硅酸钠 Na2Si〇3,4g的氢氧化钠 NaOH，1.2g的钨酸钠 Na2W〇4,6·5g的铝酸钠 Na2Al2〇4,0·4g的六水合硝酸镧La(N03)3 · 6H20,2·5g的乙二胺四乙酸 二纳CioHi4N2〇8Na2 · 2H2〇,去尚子水补足至1L。
[0011] (实施例2~实施例5) 各实施例的电解液与实施例1基本相同，不同之处见表1。
[0012] 表1
[0013](对比例1~对比例2)
各对比例的电解液与实施例1基本相同，不同之处见表2。
[0014] 表2
[0015] (应用例） 分别将实施例1~3的电解液以及对比例1~2的电解液用于7075铝合金激光耦合微等 离子体弧氧化中，具体工艺参数与中国专利文献CN103103593A基本相同，不同之处见表3。 [0016]对激光耦合微等离子体弧氧化后的7075铝合金表面陶瓷层显微硬度进行测试，结 果仍见表3。
[0017]表3
【主权项】
1. 一种用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液，其特征在于由下述浓度 的组分组成：1~30g/L的Na 2Si03,0.5~10g/L的Na0H，0.1~5g/L的Na2W〇4，l~20g/L的 Na2Al2〇4,0.05~2.0g/L的La(N03)3 · 6Η20,0·5~10g/L的Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H20,其余为去离子 水。2. 根据权利要求1所述的用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液，其特 征在于由下述浓度的组分组成：5~15g/L的Na2Si〇3，1~5g/L的Na0H，0.5~2.5g/L的 Na2W〇4,5~lOg/Ι的Na2Al2〇4,0.1~1.0g/L的La(N0 3)3 · 6H20，1~5g/L的Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H20，其余为去离子水。3. 根据权利要求2所述的用于7075铝合金激光耦合微等离子体弧氧化的电解液，其特 征在于由下述浓度的组分组成：10~12g/L的Na2Si〇3，3~4g/L的NaOH，1.0~1.5g/L的 Na2W〇4,6~7g/L的Na2Al2〇4,0.3~0.5g/L的La(N0 3)3 · 6H20,2~3g/L的Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H20， 其余为去离子水。
【文档编号】C25D11/06GK105839163SQ201610347251
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】王辉, 左健民
【申请人】江苏理工学院