本发明涉及铝制熨斗底板技术领域，尤其涉及一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板。
背景技术：
在小电家类电子产品中，电熨斗在现代家庭中普及应用，给人们的日常生活提供了极大的便利。目前市场上的电熨斗底板大多采用铝合金材料制成，铝合金材料具有很好的导电和导热性能，质地轻，生产成本较低的优点，但是铝合金材质的耐磨性不佳，熨斗底板在使用长期使用后会出现磨损，从而影响使用效果。目前市售的电熨斗底板通常采用有机硅涂料进行涂层，虽然耐磨性好，但有机硅涂料存在固化温度高，增加了施工难度及能源消耗的问题，在高温水蒸气环境下有机硅涂层和铝制底材的结合力差，涂层和底材容易剥离。
技术实现要素：
本发明提出了一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，在铝合金材料制备金属基部表面微弧氧化形成陶瓷薄膜层，本发明陶瓷薄膜层和金属基部的结合十分紧密，达到表面强化、硬度、耐磨性大幅度提高的目的，工艺简便，易操作，对环境无污染。
本发明提出的一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.2～0.4％，Mn 1.0～1.5％，Cu 0.2～0.5％，Mg 0.05～0.1％，Zn 0.1～0.2％，Ni 0.02～0.05％，Zr 0.1～0.3％，W 0.3～0.5％，C 0.2～0.3％，Fe≤0.7％，Si≤0.6％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Al和不可避免的杂质，其中，0.35％≤Mg+Cu+Zn≤0.7％。
优选地，Ti在铝合金材料中的重量百分比可以为0.2％、0.22％、0.25％、0.27％、0.30％、0.32％、0.34％、0.35％、0.37％、0.39％、0.4％；Mn在铝合金材料中的重量百分比可以为1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％；Cu在铝合金材料中的重量百分比可以为0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％，Mg 0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％；Zn在铝合金材料中的重量百分比可以为0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％；Ni在铝合金材料中的重量百分比可以为0.02％、0.025％、0.03％、0.035％、0.04％、0.045％、0.05％；Zr在铝合金材料中的重量百分比可以为0.10％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％；W在铝合金材料中的重量百分比可以为0.3％、0.32％、0.34％、0.35％、0.38％、0.4％、0.41％、0.43％、0.45％、0.47％、0.5％；C在铝合金材料中的重量百分比可以为0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.3％。
优选地，Mg和Cu的重量比为1：5～7。
优选地，Mg和Zn的重量比为1：2～3。
优选地，在金属基部表面进行微弧氧化制得陶瓷薄膜层，其具体操作为：在电解液中加入钨酸钠和碳化硅，混合均匀得到混合液；将金属基部放入装有混合液的电解槽中作为阳极，以不锈钢为负极，将非对称正负脉冲电源加载在正、负极上，控制温度10～20℃，通电5～15min，得到陶瓷薄膜层。
优选地，控制正向电流密度13～17mA/cm2,负向电流密度4～6mA/cm2。
优选地，控制正向电流密度15mA/cm2,负向电流密度5mA/cm2。
优选地，电源正脉冲占空比设定范围为30％～40％。
优选地，电源负脉冲占空比设定范围为30％～40％。
优选地，电源正脉冲占空比为35％，电源负脉冲占空比为35％。
优选地，电解液中，氢氧化钾浓度为2～6g/L，硅酸钠浓度为5～20g/L。
优选地，钨酸钠与电解液的重量体积比g：l为1～10：1。
优选地，碳化硅与电解液的重量体积比g：l为2～5：1。
优选地，金属基板表面镀膜完成后，将金属基板从混合液中取出，用去离子水洗涤，在室温下干燥得到陶瓷薄膜层。
各组分在本发明中的作用：
Ti：与Al形成固溶相TiAl，细化组织结构，一方面提高了力学性能，另一方面提高了塑性。
Mn和Fe：在铝合金中析出Al-Mn、Al-Fe-Mn-Si、Al-Fe-Si固溶相提高耐磨性和耐热的粘着性。
Cu：细化杂质微粒，与Al、Ti固溶强化，提高耐磨性能。
Mg、Cu和Zn配合使用，与Al形成多种固溶相，提高了耐磨性和耐热性，更重要的三者在微弧氧化过程中协同作用，促使陶瓷薄膜层中的γ-Al2O3转变为α-Al2O3，大幅提高了陶瓷薄膜中α-Al2O3的含量。
Ni：有利于提高铝合金的冲击韧性，降低脆性转变温度。
Zr：进一步地提高了陶瓷薄膜层的耐磨性能，且其高温抗氧化性能良好，能提高膜层抗氧化性。氧化锆具有高热导率优点，是一种性能优异的高温结构材料。
W和C：WC化合物，不仅可以进一步使所述不粘锅强度和硬度提高，而且还可以提高耐磨和耐热性能。
Si：二氧化硅无毒无害，抗渗透性强，表面光洁度高，且具有抗菌作用；形成共晶Si和初晶Si，从而提高了耐磨性、耐热粘着性
P和S元素为有害元素，故将其含量控制在较低范围内，以提高材料的纯净度，进一步提高强度和韧性。
本发明采用铝合金材料制备熨斗底板的金属基部，加入Mg、Cu、Zn与Al形成Mg2Al3强化相，提高了熨斗底板的强度，同时控制Mg和Cu及Mg和Zn合适的配比，提高了耐磨性和耐热性，采用微弧氧化工艺在金属基部表面形成陶瓷薄膜层，并且在大量实验和探索的基础上，得到了Mg、Cu、Zn三者含量与陶瓷薄膜层氧化铝组成的关系，当Mg和Cu的重量比为5～7：1，Mg和Zn的重量比为2～3：1时，陶瓷薄膜层中氧化铝多以α-Al2O3形式存在，提高了熨斗底板的强度和耐磨性能，Zr、W和C在表面形成碳化锆、碳化钨，提高了硬度高抗磨损能力强、碳化锆具有较高的抗氧化能力和耐热性，降低了摩擦系数；在微弧氧化过程中加入钨酸钠，使陶瓷薄膜层表面更加光洁，同时得到合适的薄膜厚度，碳化硅增加了薄膜表层的防粘性和耐磨性，保证了衣物在高温熨烫时不会产生粘连，更好地养护衣服，同时延长了熨斗的使用时间，间接地降低了消费者的使用成本，有利于市场推广。本发明采用微弧氧化工艺在铝合金基部表面原位生长陶瓷薄膜层，与铝合金基部的结合十分紧密，达到表面强化、硬度大幅度提高的目的，工艺简便，易操作，对环境无污染。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.3％，Mn1.25％，Cu 0.3％，Mg 0.075％，Zn 0.115％，Ni 0.035％，Zr 0.2％，W 0.4％，C 0.25％，Fe≤0.7％，Si≤0.6％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Al和不可避免的杂质。
实施例2
一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.2％，Mn1.5％，Cu 0.2％，Mg 0.05％，Zn 0.1％，Ni 0.05％，Zr 0.1％，W 0.3％，C 0.2％，Fe≤0.7％，Si≤0.6％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Al和不可避免的杂质；在金属基部表面进行微弧氧化制得陶瓷薄膜层，其具体操作为：在电解液中加入钨酸钠和碳化硅，混合均匀得到混合液，将金属基部放入混合液中作为阳极，不锈钢为负极，将非对称正负脉冲电源加载在正、负极上，控制温度15℃，通电10min。
实施例3
一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.4％，Mn1.0％，Cu 0.25％，Mg 0.05％，Zn 0.2％，Ni 0.02％，Zr 0.3％，W 0.3％，C 0.3％，Fe≤0.6％，Si≤0.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Al和不可避免的杂质；在金属基部表面进行微弧氧化制得陶瓷薄膜层，其具体操作为：在电解液中加入钨酸钠和碳化硅，混合均匀得到混合液，将金属基部放入混合液中作为阳极，不锈钢为负极，将非对称正负脉冲电源加载在正、负极上，控制正向电流密度15mA/cm2,负向电流密度5mA/cm2，电源正脉冲占空比为35％，电源负脉冲占空比为35％，温度10℃，通电5min后将金属基部从混合液中取出，用去离子水洗涤，在室温下干燥得到具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板；其中电解液的组成浓度为：氢氧化钾3g/L、硅酸钠5g/L，钨酸钠与电解液的重量体积比g：l为5：1。
实施例4
一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.3％，Mn1.5％，Cu 0.5％，Mg 0.05％，Zn 0.1％，Ni 0.02％，Zr0.3％，W 0.3％，C 0.3％，Fe≤0.4％，Si≤0.3％，P≤0.005％，S≤0.005％，余量为Al和不可避免的杂质；在金属基部表面进行微弧氧化制得陶瓷薄膜层，其具体操作为：在电解液中加入钨酸钠和碳化硅，混合均匀得到混合液，将金属基部放入混合液中作为阳极，不锈钢为负极，将非对称正负脉冲电源加载在正、负极上，控制正向电流密度13mA/cm2,负向电流密度6mA/cm2，电源正脉冲占空比为30％，电源负脉冲占空比为30％，温度20℃，通电10min后将金属基部从混合液中取出，用去离子水洗涤，在室温下干燥得到具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板；其中电解液的组成浓度为：氢氧化钾2g/L、硅酸钠7g/L，钨酸钠与电解液的重量体积比g：l为2：1。
实施例5
一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.35％，Mn1.3％，Cu 0.5％，Mg 0.1％，Zn 0.3％，Ni 0.025％，Zr 0.25％，W 0.38％，C 0.24％，Fe≤0.5％，Si≤0.4％，P≤0.005％，S≤0.005％，余量为Al和不可避免的杂质；在金属基部表面进行微弧氧化制得陶瓷薄膜层，其具体操作为：在电解液中加入钨酸钠和碳化硅，混合均匀得到混合液，将金属基部放入混合液中作为阳极，不锈钢为负极，将非对称正负脉冲电源加载在正、负极上，控制正向电流密度17mA/cm2,负向电流密度4mA/cm2，电源正脉冲占空比为40％，电源负脉冲占空比为40％，温度15℃，通电12min后将金属基部从混合液中取出，用去离子水洗涤，在室温下干燥得到具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板；其中电解液的组成浓度为：氢氧化钾6g/L、硅酸钠20g/L，钨酸钠与电解液的重量体积比g：l为1：1。
实施例6
一种具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板，包括金属基部和陶瓷薄膜层；金属基部由铝合金材料制成，所述铝合金材料组分按重量百分比包括：Ti 0.25％，Mn1.4％，Cu 0.35％，Mg 0.05％，Zn 0.1％，Ni 0.035，Zr 0.25，W 0.43％，C 0.27％，Fe≤0.5％，Si≤0.5％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量为Al和不可避免的杂质；在金属基部表面进行微弧氧化制得陶瓷薄膜层，其具体操作为：在电解液中加入钨酸钠和碳化硅，混合均匀得到混合液，将金属基部放入混合液中作为阳极，不锈钢为负极，将非对称正负脉冲电源加载在正、负极上，控制正向电流密度15mA/cm2,负向电流密度4mA/cm2，电源正脉冲占空比为35％，电源负脉冲占空比为35％，温度15℃，通电12min后将金属基部从混合液中取出，用去离子水洗涤，在室温下干燥得到具有陶瓷薄膜层铝制熨斗底板；其中电解液的组成浓度为：氢氧化钾2g/L、硅酸钠5g/L，钨酸钠与电解液的重量体积比g：l为10：1。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。