专利名称：一种az91镁合金表面薄层厚度均匀处理方法
技术领域：
本发明涉及一种AZ91镁合金表面薄层厚度均勻处理方法。
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镁合金表面形成的平均厚度在15 μ m以下 的薄层，存在较为严重的厚薄不均勻现象，其耐腐蚀性能较差。对于AZ91镁合金的表面保护层，在平均厚度较小尤其是在15 μ m以下时，其厚度 越均勻，耐腐蚀性能越好，因此，在平均厚度小于15 μ m时，AZ91镁合金表面薄层厚度越均 勻越好。
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“表面 薄层厚度均勻性差”的不足，提供一种能够在AZ91镁合金表面形成厚度均勻的薄层的交流 等离子体微弧氧化处理方法，进一步提高AZ91镁合金表面薄层的厚度均勻性。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提高处理液与镁合金反应的均勻性，并在氟化钾浓度为 951 953g/L、氢氧化钾浓度为356 358g/L、硅酸钠浓度为1 U8g/L、工频交流电压 为90 92V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 009L/s条件下，对AZ91镁合金进行41 54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对于镁合金的表面保护层，要想提高其厚度的均勻性，必须 加强对处理液与镁合金反应均勻性的控制。在对镁合金进行表面处理时，由于镁合金表面 的化学成分有所不同，因此，在外加电动力的作用下，处理液中的离子将汇聚到能耗小的镁 合金表面处，造成表面反应的不均勻，从而导致表面保护层的厚薄不均，如果在进行表面处 理时，通过向处理液中喷入氧气对处理液进行搅拌，则处理液中的离子将会相对均勻地散 布在处理液中，从而可以避免处理液中的大量离子向能耗小的镁合金表面处汇聚现象，进 而使镁合金表面保护层厚度的均勻性得以提高；另外，表面反应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，这些氧等离子体对镁合金表面的反应有平衡作用， 将会进一步提高表面反应的均勻性，本发明就是利用各表面处理参数优化组合后形成的氧 气的搅拌作用和氧等离子体对镁合金表面反应的平衡作用，进一步提高了处理液与镁合金反应的均勻性，从而达到了提高镁合金表面保护层厚度均勻性的目的。利用本发明，对AZ91 镁合金进行表面处理，可在41 M秒内得到厚度均勻的8 14 μ m厚的保护薄层。
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镁合金表面薄层厚度均勻处理方法，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951 953g/L、氢氧化钾浓度为356 358g/L、硅酸钠浓度为1 U8g/L、工频交流电压为90 92V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 009L/s条件下，对 AZ91镁合金进行41 M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951g/L、氢氧化钾浓度为356g/L、硅酸钠浓度为 U6g/L、工频交流电压为90V、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41秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成厚度均勻的8 μ m厚的薄层。实施方式二，在氟化钾浓度为951g/L、氢氧化钾浓度为358g/L、硅酸钠浓度为 U8g/L、工频交流电压为92V、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41秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成厚度均勻的10 μ m厚的薄层。实施方式三，在氟化钾浓度为953g/L、氢氧化钾浓度为356g/L、硅酸钠浓度为 U6g/L、工频交流电压为90V、每升处理液氧气喷入量为0. 009L/s条件下，交流等离子体微 弧氧化表面处理讨秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成厚度均勻的13 μ m厚的薄层。实施方式四，在氟化钾浓度为953g/L、氢氧化钾浓度为358g/L、硅酸钠浓度为 U8g/L、工频交流电压为92V、每升处理液氧气喷入量为0. 009L/s条件下，交流等离子体微 弧氧化表面处理讨秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成厚度均勻的14 μ m厚的薄层。实施方式五，在氟化钾浓度为951g/L、氢氧化钾浓度为356g/L、硅酸钠浓度为 U8g/L、工频交流电压为92V、每升处理液氧气喷入量为0. 009L/s条件下，交流等离子体微
4弧氧化表面处理讨秒后，可在AZ91镁合金工件表面形成厚度均勻的12 μ m厚的薄层。可见，在氟化钾浓度为951 953g/L、氢氧化钾浓度为356 358g/L、硅酸钠浓度 为1 U8g/L、工频交流电压为90 92V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 009L/s 条件下，对AZ91镁合金进行41 M秒的交流等离子体微弧氧化表面处理，可在AZ91镁合 金表面形成厚度均勻的8 14 μ m厚的保护薄层。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，保护 薄层的厚度非常均勻。可见，本发明可在AZ91镁合金表面形成厚度均勻的保护薄层。
权利要求
1. 一种AZ91镁合金表面薄层厚度均勻处理方法，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951 953g/L、氢氧化钾浓度为356 358g/L、硅酸钠浓度为 126 U8g/L、工频交流电压为90 92V、每升处理液氧气喷入量为0. 006 0. 009L/s条 件下，对AZ91镁合金进行41 M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镁合金表面薄层厚度均匀处理方法，属于AZ91镁合金表面薄层厚度均匀处理研究领域，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提高处理液与镁合金反应的均匀性，并在氟化钾浓度为951～953g/L、氢氧化钾浓度为356～358g/L、硅酸钠浓度为126～128g/L、工频交流电压为90～92V、每升处理液氧气喷入量为0.006～0.009L/s条件下，对AZ91镁合金进行41～54秒的交流等离子体微弧氧化表面处理，可在AZ91镁合金表面形成厚度均匀的8～14μm厚的保护薄层。
文档编号C25D11/30GK102140664SQ20111010151
公开日2011年8月3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, 卢小鹏, 张鹏, 杜云慧 申请人:北京交通大学