专利名称：一种az91镁合金表面厚保护层处理方法
技术领域：
本发明涉及一种AZ91镁合金表面厚保护层处理方法。
背景技术：
公开号CN1900383A，发明名称“一种AZ91镁合金表面处理方法”上，阐述了 AZ91 镁合金交流等离子体微弧氧化处理方法，即，采用含有氟化钾和氢氧化钾的处理液，由调压器控制的工频交流电源提供电能，在每个工频交流电压周期内，利用处理液中的阴、阳离子在AZ91镁合金表面进行等离子体微弧放电产生的瞬时高温在AZ91镁合金表面形成保护层。利用这种交流等离子体微弧氧化处理方法，在专利CN1900383A中公开的氟化钾浓度为500 979g/L、氢氧化钾浓度为300 349g/L、工频交流电压为68 80V条件下，可在 60 90秒内，使AZ91镁合金表面原位生长出15 30 μ m厚、组织均勻而完整的乳白色保护层。但是，采用CN1900383A专利方法在AZ91镁合金表面形成的厚度在30 μ m以上的厚层，存在较为严重的沙化现象即保护层变疏松、起球团的现象，这种出现沙化现象的镁合金表面厚层对镁合金基体几乎没有保护作用，也就是说，采用CN1900383A专利方法在AZ91镁合金表面形成的具有保护作用的保护层的最大厚度为30 μ m。对于AZ91镁合金表面的具有保护作用的组织致密、均勻的保护层，其厚度越大， 对基体的保护作用越强、越持久，因此，AZ91镁合金的表面保护层在出现沙化现象以前的厚度越大越好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有交流等离子体微弧氧化处理方法“组织致密、均勻的表面保护层最大厚度小”的不足，提供一种能够在AZ91镁合金表面形成组织致密、均勻的厚保护层的交流等离子体微弧氧化处理方法，进一步提高具有保护作用的AZ91 镁合金表面厚保护层的最大厚度。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在交流等离子体微弧氧化处理方法基础上，向处理液中喷入氧气以增强和改善对保护层的烧结作用，并在氟化钾浓度为 837 839g/L、氢氧化钾浓度为296 298g/L、硅酸钠浓度为91 93g/L、工频交流电压为 108 110V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 008L/s条件下，对AZ91镁合金进行94 120秒的交流等离子体微弧氧化表面处理。本发明的有益效果是在对镁合金进行表面处理时，对于镁合金的表面保护层，当其达到一定厚度后，在处理液中的离子击穿放电冲击下，会产生迅速变疏松、起球团的沙化现象，要想延迟沙化现象的发生即进一步提高具有保护作用的表面厚保护层的最大厚度， 必须增强和改善对保护层的烧结作用。如果在进行表面处理时向处理液中喷入氧气，则处理液中的离子击穿放电时产生的高温会造成喷入处理液中的氧气形成大量的氧等离子体， 这些氧等离子体对保护层具有助烧结作用，可大大增强和改善对保护层的烧结作用，本发明就是利用各表面处理参数优化组合后产生的氧等离子体对保护层的助烧结作用，延迟了沙化现象的发生，进一步增大了具有保护作用的表面厚保护层的最大厚度。利用本发明，对 AZ91镁合金进行表面处理，可在94 120秒内得到55 65 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层，比采用CN1900383A专利方法得到的最大厚度30 μ m至少增厚了 83%。
图1为本发明方法对AZ91镁合金进行表面处理装置的主视图。图中，工频交流电源1，导线2，调压器3，导线4，AZ91镁合金工件5，处理液6，氧气喷嘴7，氧气泵8，处理槽9。图2为采用本发明方法对AZ91镁合金进行表面处理后得到的处理界面的微观组
幺口
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具体实施例方式结合附图对本发明方法对ΑΖ91镁合金进行表面处理装置的具体说明如下对ΑΖ91镁合金进行表面处理装置主要包括工频交流电源1，调压器3，氧气喷嘴 7，氧气泵8，处理槽9。调压器3的输入端与工频交流电源1通过导线2相连，调压器2的输出端与ΑΖ91 镁合金工件5通过导线4相连。氧气喷嘴7采用聚四氟乙烯密封连接方式固定在处理槽9 的下部，其一端伸入处理液6内，另一端与氧气泵8相连。工频交流电源1为工业常用的工频交流电源。调压器3可以采用市场上购买的能够提供镁合金表面处理所需电能的任何型号的调压器。氧气喷嘴7与处理槽9的材质为聚四氟乙烯。ΑΖ91镁合金工件5需要进行除油、打磨和清洗预处理。一种ΑΖ91镁合金表面厚保护层处理方法，采用交流等离子体微弧氧化处理方法对ΑΖ91镁合金进行表面处理，在进行表面处理前1分30秒开始向处理液中喷入氧气，并在氟化钾浓度为837 839g/L、氢氧化钾浓度为296 298g/L、硅酸钠浓度为91 93g/L、 工频交流电压为108 110V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 008L/s条件下，对AZ91 镁合金进行94 120秒的交流等离子体微弧氧化表面处理。实施方式一，在氟化钾浓度为837g/L、氢氧化钾浓度为296g/L、硅酸钠浓度为 91g/L、工频交流电压为108V、每升处理液氧气喷入量为0. 006L/s条件下，交流等离子体微弧氧化表面处理94秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成55 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层。实施方式二，在氟化钾浓度为837g/L、氢氧化钾浓度为296g/L、硅酸钠浓度为 91g/L、工频交流电压为110V、每升处理液氧气喷入量为0. 006L/s条件下，交流等离子体微弧氧化表面处理94秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成57 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层。实施方式三，在氟化钾浓度为839g/L、氢氧化钾浓度为296g/L、硅酸钠浓度为 93g/L、工频交流电压为108V、每升处理液氧气喷入量为0. 008L/s条件下，交流等离子体微弧氧化表面处理120秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成62 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层。实施方式四，在氟化钾浓度为839g/L、氢氧化钾浓度为298g/L、硅酸钠浓度为93g/L、工频交流电压为110V、每升处理液氧气喷入量为0. 008L/s条件下，交流等离子体微弧氧化表面处理120秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成65 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层。实施方式五，在氟化钾浓度为837g/L、氢氧化钾浓度为298g/L、硅酸钠浓度为 91g/L、工频交流电压为110V、每升处理液氧气喷入量为0. 008L/s条件下，交流等离子体微弧氧化表面处理94秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成58 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层。可见，在氟化钾浓度为837 839g/L、氢氧化钾浓度为296 298g/L、硅酸钠浓度为91 93g/L、工频交流电压为108 110V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 008L/s 条件下，对AZ91镁合金进行94 120秒的交流等离子体微弧氧化表面处理，可在AZ91镁合金表面形成55 65 μ m厚的组织致密、均勻的厚保护层。附图2为采用本发明方法对AZ91镁合金进行表面处理后得到的处理界面的微观组织。图中上部呈浅色的区域为保护层，下部呈深色的区域为AZ91镁合金基体，可见，厚保护层的组织非常致密、均勻。可见，本发明可在AZ91镁合金表面形成厚度更大的厚保护层。
权利要求
1. 一种AZ91镁合金表面厚保护层处理方法，采用交流等离子体微弧氧化处理方法对 AZ91镁合金进行表面处理，其特征在于，在进行表面处理前1分30秒开始向处理液中喷入氧气，并在氟化钾浓度为837 839g/L、氢氧化钾浓度为296 298g/L、硅酸钠浓度为91 93g/L、工频交流电压为108 110V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 008L/s条件下， 对AZ91镁合金进行94 120秒的交流等离子体微弧氧化表面处理。
全文摘要
本发明公开了一种AZ91镁合金表面厚保护层处理方法，属于AZ91镁合金表面厚保护层处理研究领域，本发明在交流等离子体微弧氧化处理方法基础上，通过向处理液中喷入氧气以增强和改善对保护层的烧结作用，并在氟化钾浓度为837～839g/L、氢氧化钾浓度为296～298g/L、硅酸钠浓度为91～93g/L、工频交流电压为108～110V、每升处理液氧气喷入量为0.006～0.008L/s条件下，对AZ91镁合金进行94～120秒的交流等离子体微弧氧化表面处理，可在AZ91镁合金表面形成55～65μm厚的组织致密、均匀的厚保护层。
文档编号C25D11/30GK102181908SQ20111010151
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者刘汉武, 张鹏, 杜云慧 申请人:北京交通大学