本发明涉及一种铝合金微弧氧化制备耐磨损陶瓷膜层的电解液，以及利用该电解液处理铝合金表面获得耐磨陶瓷膜层的方法。
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描述段落。铝合金因其质量轻、密度小、比强度高等优良性能而被广泛应用于建筑、航空、航天、汽车工业等领域；另一方面，由于其硬度低、熔点低、不耐磨且所形成的氧化膜只有1~2nm厚等缺点则需要进行表面改性处理，以获得更为优良的性能。微弧氧化是近年来新崛起的一种在铝、镁、钛及其合金上，通过电解液与相应电参数的组合，在其表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，原位生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。该层陶瓷膜层可以在保证原金属材料使用性能的前提下，同时赋予材料表面以特殊性能，以拓宽其适用范围。但是，传统的微弧氧化电解液多为硅酸盐、硼酸盐、铝酸盐等等，所制备的陶瓷膜层，其表面残留了大量的放电微小气孔，微孔周围明显呈现熔化后凝固的痕迹，导致膜层不够平整。此外，一般用于制备耐磨铝合金的微弧氧化处理时间为50~200min左右，且由于处理时间过长，所制备出的涂层较为粗糙，显微硬度分布不均匀，这样就又进一步限制了微弧氧化陶瓷膜层的应用范围，从而影响了其进一步的推广。技术实现要素：为解决铝合金材料微弧氧化技术中所存在的上述不足，本发明提供了一种铝合金微弧氧化制备耐磨损陶瓷膜层的电解液，以及利用该电解液处理铝合金表面获得陶瓷膜层的方法。为达到发明目的，本发明所采用的技术方案是：配置电解液，并加入到微弧氧化电解槽中，在制备过程中用搅拌器对槽液进行搅拌，使电解液分布更加均匀。所述电解液为六偏磷酸钠、氢氧化钾、甘油和硼酸钠的水溶液，电解液组成如下：六偏磷酸钠20-40g/L氢氧化钾1-5g/L甘油15-25g/L硼酸钠2-15g/L溶剂为去离子水。优选的，电解液组成如下：六偏磷酸钠30g/L氢氧化钾3g/L甘油15g/L硼酸钠8g/L溶剂为去离子水。本发明还涉及利用前述电解液对铝合金进行表面处理的方法，所述方法包括：采用直流脉冲微弧氧化装置对铝合金表面进行微弧氧化，将铝合金作阳极浸在电解液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，控制电流密度为8-12A/dm2，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为20-30min，得到表面包覆陶瓷膜层的铝合金。优选的，所述方法如下：电解液组成为：六偏磷酸钠30g/L，氢氧化钾3g/L，甘油15g/L，硼酸钠8g/L，溶剂为去离子水；采用20kW直流脉冲微弧氧化装置对铝合金表面进行微弧氧化，将铝合金作阳极浸在电解液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，控制电流密度为8-12A/dm2左右，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为20-30min左右，得到表面包覆陶瓷膜层的铝合金。本发明的有益效果为：（1）硼酸钠中的氧原子具有流动性，可以降低表面粗糙度，而甘油作为稳定剂可以降低反应的剧烈程度，使所形成的孔洞减少，裂纹减少，二者结合更加有助于获得表面更加光滑，粗糙度较小，且耐磨性性能更好的陶瓷膜层；（2）微弧氧化时间较短，对电能耗损小，成本较低，利于工业化生产；（3）本发明对铝合金的材质、形状、尺寸等无特殊要求，具有良好的通用性，原料十分廉价、易得。具体实施方式下面结合具体方式对本发明进行进一步描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。实施例1：原料配制：六偏磷酸钠56g，氢氧化钾6g，甘油32g和硼酸钠16g去离子水2L，铝合金试样。材料制备：按上述组成，将六偏磷酸钠、氢氧化钾、甘油和硼酸钠加入去离子水中配成电解液，加入到微弧氧化电解槽中，并对其进行搅拌。采用20kW直流脉冲微弧氧化装置对铝合金表面进行微弧氧化，工艺流程为：砂纸打磨、除油、去离子水、漂洗、微弧氧化、自来水漂洗、自然干燥，电解液为分析纯的水溶液，试样作阳极浸在电解液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，控制电流密度为10A/dm2，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为25min，得到的陶瓷层表面光滑，粗糙度小。实施例2：原料配制：六偏磷酸钠60g，氢氧化钾6g，甘油36g和硼酸钠16g去离子水2L，铝合金试样。材料制备：按上述组成，将六偏磷酸钠、氢氧化钾、甘油和硼酸钠加入去离子水中配成电解液，加入到微弧氧化电解槽中，并对其进行搅拌。采用20kW直流脉冲微弧氧化装置对铝合金表面进行微弧氧化，工艺流程为：砂纸打磨、除油、去离子水、漂洗、微弧氧化、自来水漂洗、自然干燥，电解液为分析纯的水溶液，试样作阳极浸在电解液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，控制电流密度为10A/dm2，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为25min，得到的陶瓷层表面光滑，粗糙度小。实施例3：原料配制：六偏磷酸钠64g，氢氧化钾6g，甘油40g和硼酸钠16g去离子水2L，铝合金试样。材料制备：按上述组成，将六偏磷酸钠、氢氧化钾、甘油和硼酸钠加入去离子水中配成电解液，加入到微弧氧化电解槽中，并对其进行搅拌。采用20kW直流脉冲微弧氧化装置对铝合金表面进行微弧氧化，工艺流程为：砂纸打磨、除油、去离子水、漂洗、微弧氧化、自来水漂洗、自然干燥，电解液为分析纯的水溶液，试样作阳极浸在电解液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，控制电流密度为8A/dm2，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为30min，得到的陶瓷层表面光滑，粗糙度小。实施例4：原料配制：六偏磷酸钠65g，氢氧化钾6g，甘油44g和硼酸钠16g去离子水2L，铝合金试样。材料制备：按上述组成，将六偏磷酸钠、氢氧化钾、甘油和硼酸钠加入去离子水中配成电解液，加入到微弧氧化电解槽中，并对其进行搅拌。采用20kW直流脉冲微弧氧化装置对铝合金表面进行微弧氧化，工艺流程为：砂纸打磨、除油、去离子水、漂洗、微弧氧化、自来水漂洗、自然干燥，电解液为分析纯的水溶液，试样作阳极浸在电解液中，带冷却系统的不锈钢容器作为阴极，控制电流密度为12A/dm2，不断搅拌下恒流微弧氧化时间为20min，得到的陶瓷层表面光滑，粗糙度小。采用HMV-IT显微硬度计测试试样的显微硬度，表1为实施例1-4制备的样品不同点处的显微硬度值：表1表1实施例显微硬度（HV0.2）11315,1698,1536,143221446,1778,1825,166631895,1965,1898,172442345,2032,1978,2166由表1可知，本发明方法获得的陶瓷膜层显微硬度值变化较小，均分布在1300至2400之间，分布均匀。采用HT-600摩擦磨损试验机测试试样的磨损量，表2为实施例1-4制备的样品的磨损量：表2表2实施例磨损量（wearloss/mg）10.1220.1430.1340.11由表2可知，本发明方法获得的陶瓷涂层的磨损量变化较小，均分布在0.11至0.14mg之间，分布较为平均。当前第1页1 2 3