二步法铸铝合金微弧氧化处理方法
【专利摘要】二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，涉及微弧氧化膜层的制备方法，特别涉及在铸铝合金表面制备预氧化膜及微弧氧化膜的方法。本方法工艺步骤如下：（1）将铸铝合金样品放入电解液中进行预氧化处理；（2）将预氧化后的铸铝合金样品冲洗，干燥；（3）将干燥后的铸铝合金样品放入电解液中进行微弧氧化处理；（4）将微弧氧化处理后的铸铝合金样品冲洗，干燥。本方法主要解决铸铝合金微弧氧化过程中能耗较高的问题，显著降低铸铝合金微弧氧化处理耗电量，缩短微弧氧化时间，处理过程对环境无污染，对促进微弧氧化技术在铸铝合金工件表面防护领域的推广应用具有重要意义和实用价值。
【专利说明】二步法铸铝合金微弧氧化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微弧氧化膜层的制备方法，特别涉及在铸铝合金表面制备预氧化膜及微弧氧化膜的方法。
【背景技术】
[0002]压铸铝合金具有密度小、比强度高、容易加工成型等优点，因此广泛应用于航空航天等国防工业、交通运输业及船舶、潜艇等海上设备。但由于铝合金中加入了各种合金元素，特别是高强度铸造铝合金中含有S1、Cu、Mg等元素，增加了腐蚀敏感性，在大气环境下都可能产生腐蚀而破坏，其次是表面硬度较低，容易磨损。因此对于压铸铝合金制件，必须采取有效的表面处理措施，以增强其耐腐蚀性和表面硬度。
[0003]微弧氧化是铝合金表面强化处理领域的研究热点之一。微弧氧化膜层结构致密、硬度高，能显著增强铝合金表面的耐磨、耐腐蚀、绝缘及抗高温冲击等特性。目前压铸铝合金的微弧氧化处理存 在起弧时间长、电流密度大、能耗较高等问题，限制了该技术在工业生产领域的应用和推广。因此缩短起弧时间、降低电流密度、减少能耗，对于微弧氧化技术在压铸铝合金表面处理领域的进一步推广应用，以及延长压铸铝合金制件使用寿命和扩大其应用范围，具有重要的理论意义和应用价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，缩短铸铝合金微弧氧化起弧时间，降低微弧氧化处理电流密度，从而减少处理能耗。该方法可使铸铝合金微弧氧化处理所需电流密度下降80%以上。
[0005]本发明的二步法铸铝合金微弧氧化处理方法按照以下步骤进行:
(1)铸铝合金预氧化处理:使用去离子水对铸铝合金样品进行冲洗lmin，然后放入电解液中，以铸铝合金样品为正极，不锈钢板为负极，在电解液中预氧化处理5~10min，电解液温度为15~55°C，电流密度为1.0-5.0A/dm2，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为5~10% ；
(2)将步骤(1)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1!1^11，15~351:干燥30min ；
(3)铸铝合金微弧氧化处理:将步骤(2)处理后的铸铝合金样品放入电解液中，以铸铝合金样品为正极，不锈钢板为负极，在电解液中微弧氧化处理l(T30min，电解液温度为25~45°C，电流密度为0.5~2.5A/dm2，脉冲电压为20(T450V，脉冲频率为400-800Ηζ，占空比为10~20% ；
(4)将步骤(3)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗lmin，10(Tl2(rC干燥30min，得到具有均匀致密的微弧氧化膜层的铸铝合金样品；
其中步骤(1)、(3)中所述的电解液是以去离子水为溶剂，由浓度为l(T50g/L的六偏磷酸钠溶液和浓度为2~10g/L的氢氧化钠溶液组成。[0006]本发明所述铸铝合金的Si含量在5~35wt%。
[0007]本发明的优点是缩短铸铝合金微弧氧化处理的起弧时间，显著降低微弧氧化的电流密度，从而达到提高生产效率、减少处理能耗的目的。对于微弧氧化技术在压铸铝合金表面处理领域的进一步推广应用，以及延长压铸铝合金制件使用寿命和扩大其应用范围，具有重要的理论意义和应用价值。
【具体实施方式】
[0008]实施方式I
(1)对Si含量为9wt%的铸铝合金进行预氧化处理。电解液温度为15~55°C，电流密度为1.0~3.0A/dm2，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为10%，处理时间为5min。电解液配方为:六偏磷酸钠l(T50g/L、氢氧化钠2~10g/L ；
(2)将步骤(1)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1!1^11，15~351:干燥30min ；
(3)将步骤(2)处理后的铸铝合金样品进行微弧氧化处理。电解液温度为25~45°C，电流密度为0.5~1.0A/dm2，脉冲电压为20(T400V，脉冲频率为400Hz，占空比为20%，处理时间为lOmin。电解液配方为:六偏磷酸钠l(T50g/L、氢氧化钠2~10g/L ；
(4)将步骤(3)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗lmin，10(Tl2(rC干燥30mino
[0009]实施方式2
(1)对Si含量为18wt%的铸铝合金进行预氧化处理。电解液温度为15~55°C，电流密度为2.0-3.0A/dm2，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为8%，处理时间为5min。电解液配方为:六偏磷酸钠l(T50g/L、氢氧化钠2~10g/L ；
(2)将步骤(1)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1!1^11，15~351:干燥30min ；
(3)将步骤(2)处理后的铸铝合金样品进行微弧氧化处理。电解液温度为25~45°C，电流密度为1.(Tl.5A/dm2，脉冲电压为20(T400V，脉冲频率为600Hz，占空比为15%，处理时间为lOmin。电解液配方为:六偏磷酸钠l(T50g/L、氢氧化钠2~10g/L ；
(4)将步骤(3)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗lmin，10(Tl2(rC干燥30mino
[0010]实施方式3
(1)对Si含量为35wt%的铸铝合金进行预氧化处理。电解液温度为15~55°C，电流密度为3.0-5.0A/dm2，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz，占空比为5%，处理时间为IOmin0电解液配方为:六偏磷酸钠l(T50g/L、氢氧化钠2~10g/L ；
(2)将步骤(1)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗1!1^11，15~351:干燥30min ；
(3)将步骤(2)处理后的铸铝合金样品进行微弧氧化处理。电解液温度为25~45°C，电流密度为1.5~2.5A/dm2，脉冲电压为250~450V，脉冲频率为800Hz，占空比为10%，处理时间为20min。电解液配方为:六偏磷酸钠l(T50g/L、氢氧化钠2~10g/L ；
(4)将步骤(3)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗lmin，10(Tl2(rC干燥30mino
[0011]表1 Si含量为9wt%的铸招合金预氧化处理能量参数
【权利要求】
1.一种二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征是在铸铝合金微弧氧化处理前，先进行预氧化处理，然后进行微弧氧化，按照以下步骤进行: (1)铸铝合金预氧化处理:使用去离子水对铸铝合金样品进行冲洗lmin，然后放入电解液中，以铸铝合金样品为正极，不锈钢板为负极，在电解液中预氧化处理5~10min ； (2)将步骤(1)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗lmin，干燥； (3)铸铝合金微弧氧化处理:将步骤(2)处理后的铸铝合金样品放入电解液中，以铸铝合金样品为正极，不锈钢板为负极，在电解液中微弧氧化处理IOlOmin ； (4)将步骤(3)处理后的铸铝合金样品取出，用去离子水冲洗lmin，干燥，得到具有均匀致密的微弧氧化膜层的铸铝合金样品。
2.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征在于步骤(1)中所述的电解液是以去离子水为溶剂，由浓度为l(T50g/L的六偏磷酸钠溶液和浓度为2~10g/L的氢氧化钠溶液组成。
3.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征在于步骤(1)中所述的电解液温度为15~55°C，电流密度为1.0-5.0A/dm2，脉冲电压为150~350V，脉冲频率为400Hz,占空比为5~10%。
4.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征在于步骤(2)中所述的干燥温度为15~35°C。
5.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的电解液是以去离子水为溶剂，由浓度为l(T50g/L的六偏磷酸钠溶液和浓度为2~10g/L的氢氧化钠溶液组成。
6.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征在于步骤(3)中所述的电解液温度为25~45°C，电流密度为0.5^2.5A/dm2，脉冲电压为20(T450V，脉冲频率为400~800Hz，占空比为10~20%。
7.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征在于步骤(4)中所述的干燥温度为io(Ti2(rc。
8.根据权利要求1所述二步法铸铝合金微弧氧化处理方法，其特征是所述的铸铝合金的Si含量在5~35wt%。
【文档编号】C25D11/12GK103526258SQ201310427048
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】马婕, 王守超, 杨院生, 伊希斌, 王修春, 张晶, 刘硕 申请人:山东省科学院新材料研究所, 济南优肯特锐科技有限公司