一种基于缓蚀剂的铁铬铝合金阳极氧化电解液及氧化工艺的制作方法

本发明涉及金属的表面处理领域，特别是涉及到用阳极氧化技术在电解液中添加缓蚀剂形成氧化膜。

背景技术：

铁铬铝合金是工业中应用非常广泛的一类金属材料，由于其电阻率大，耐高温，价格低廉等特点，被广泛应用于电热零部件之中。然而，在实际应用中经常会由于出现短路、点蚀等原因而导致零部件的损坏。因此，在使用前必须进行适当的表面处理以提高其防护性能。目前常用的铁铬铝合金表面处理工艺为热处理工艺，耗能高且防护效果差。采用阳极氧化的方法形成的氧化膜可以对合金进行很好的保护，并且工艺简单，成本低，耗能少。

常见的阳极氧化工艺有硫酸阳极氧化、草酸阳极氧化及氢氧化钠阳极氧化，但对合金的耐蚀性能提高有限，不能满足实际生产需要，而在现有的阳极氧化工艺的基础上添加缓蚀剂可以极大地提高耐蚀性。

技术实现要素：

本发明所要解决的问题是提供一种含有缓蚀剂的阳极氧化电解液，利用现有的阳极氧化技术，以铁铬铝合金为基体，在硫酸电解液中添加缓蚀剂，进行阳极氧化形成氧化膜来提高其耐蚀性。

本发明解决上述问题的技术方案为：

一种铁铬铝合金阳极氧化电解液，该电解液中硫酸浓度为0.8～1.2mol/l，在硫酸电解液中添加缓蚀剂，该缓蚀剂为y2o3，浓度范围为0.5～8g/l。

本发明还提出了采用上述电解液对铁铬铝合金阳极氧化处理的工艺，包括以下步骤：

(1)打磨处理：用砂纸对铁铬铝合金进行打磨，然后放入乙醇溶液中超声波清洗3～6min，取出后去离子水冲洗30s～1min，晾干。

(2)表面除油：将打磨好的合金放入丙酮溶液中浸泡除油5～10min，取出用去离子水冲洗30s～1min，晾干。

(3)酸洗抛光：hno3溶液的浓度为10％～20％体积分数，反应时间为3～6min，洗去合金表面的氧化物，取出后去离子水清洗30s～1min，晾干。

(4)溶液配制：将0.8～1.2mol的硫酸溶液倒入1l去离子水中，然后将0.5～8g的y2o3加入配置好的硫酸水溶液中，放入磁力搅拌器中搅拌2小时，然后冷却至室温。

(5)阳极氧化：用预先配置好的阳极氧化电解液进行阳极氧化，将经过预处理的铁铬铝合金块基体作为阳极，放入含有电解液的电解槽中，以铂电极为阴极，接通电源开始恒电流阳极氧化，到达规定时间后，得到表面具有阳极氧化膜的铁铬铝合金，去离子水冲洗，晾干。

优选的，所述阳极氧化温度为室温(≤30℃)。

优选的，所述阳极氧化时间为45min～90min。

优选的，阳极氧化恒流电流密度为10～14ma/cm²。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明的电解液原料易获取，价格低廉，溶液配比简单，可以反复使用。

2.本发明中阳极氧化时间短、电流小，制备出的阳极氧化膜耐蚀性优异，可以在工业生产中推广。

附图说明

图1为有无缓蚀剂下进行阳极氧化处理后的极化曲线。

图2为有无缓蚀剂下进行阳极氧化处理后的交流阻抗谱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步说明：

实施例1

一种基于缓蚀剂的铁铬铝合金阳极氧化电解液及氧化工艺，步骤如下：

(1)打磨处理：依次用600#、1000#、1500#砂纸对铁铬铝合金进行打磨，然后放入乙醇溶液中超声波清洗3min，取出后去离子水冲洗30s，晾干。

(2)表面除油：将打磨好的合金放入丙酮溶液中浸泡除油5min，取出用去离子水冲洗30s，晾干。

(3)酸洗抛光：hno3溶液的浓度为15％体积分数，反应时间为5min，洗去合金表面的氧化物，取出后去离子水清洗30s，晾干。

(4)溶液配制：将0.8mol的硫酸溶液倒入1l去离子水中，放入磁力搅拌器中搅拌2小时，冷却至室温。

(5)阳极氧化：用配置好的阳极氧化电解液进行阳极氧化。阳极氧化温度为室温，阳极氧化电流密度为10ma/cm²，反应时间为50min，然后取出用去离子水冲洗，晾干。

(6)电化学测试：电化学测试采用三电极测试体系，其中试样为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为对电极。测试溶液为3.5wt％nacl溶液，测试温度为室温(≤30℃)，交流阻抗谱频率范围为100000～0.01hz，极化曲线测试时电位扫描范围为-1.5v～1.5v，扫描速率为1mv/s，图1和图2所示为有无缓蚀剂下进行阳极氧化处理的极化曲线和交流阻抗谱，对比可知，缓蚀剂的添加提高了腐蚀电位，减小了腐蚀电流，提高了耐蚀性。

实施例2

一种基于缓蚀剂的铁铬铝合金阳极氧化电解液及氧化工艺。

本实施例的制备方法除步骤(4)(5)与实施例1不同，其余重复实施例1步骤，具体工艺如下：

(1)打磨处理：重复实施例1中的步骤(1)；

(2)表面除油：重复实施例1中的步骤(2)；

(3)酸洗抛光：重复实施例1中的步骤(3)；

(4)溶液配制：将0.9mol的硫酸溶液倒入1l去离子水中，然后将1.25g的y2o3加入配置好的硫酸水溶液中，放入磁力搅拌器中搅拌2小时，然后冷却至室温。

(5)阳极氧化：用配置好的阳极氧化电解液进行阳极氧化。阳极氧化温度为室温，阳极氧化电流密度为11ma/cm²，反应时间为55min，然后取出用去离子水冲洗，晾干。

(6)电化学测试：重复实施例1中的步骤(6)。

实施例3

一种基于缓蚀剂的铁铬铝合金阳极氧化电解液及氧化工艺。

本实施例的制备方法除步骤(4)(5)与实施例1不同，其余重复实施例1步骤，具体工艺如下：

(1)打磨处理：重复实施例1中的步骤(1)；

(2)表面除油：重复实施例1中的步骤(2)；

(3)酸洗抛光：重复实施例1中的步骤(3)；

(4)溶液配制：将1mol的硫酸溶液倒入1l去离子水中，然后将2.5g的y2o3加入配置好的硫酸水溶液中，放入磁力搅拌器中搅拌2小时，然后冷却至室温。

(5)阳极氧化：用配置好的阳极氧化电解液进行阳极氧化。阳极氧化温度为室温，阳极氧化电流密度为12ma/cm²，反应时间为60min，然后取出用去离子水冲洗，晾干。

(6)电化学测试：重复实施例1中的步骤(6)。

实施例4

一种基于缓蚀剂的铁铬铝合金阳极氧化电解液及氧化工艺。

本实施例的制备方法除步骤(4)(5)与实施例1不同，其余重复实施例1步骤，具体工艺如下：

(1)打磨处理：重复实施例1中的步骤(1)；

(2)表面除油：重复实施例1中的步骤(2)；

(3)酸洗抛光：重复实施例1中的步骤(3)；

(4)溶液配制：将1.1mol的硫酸溶液倒入1l去离子水中，然后将5g的y2o3加入配置好的硫酸水溶液中，放入磁力搅拌器中搅拌2小时，然后冷却至室温。

(5)阳极氧化：用配置好的阳极氧化电解液进行阳极氧化。阳极氧化温度为室温，阳极氧化电流密度为14ma/cm²，反应时间为70min，然后取出用去离子水冲洗，晾干。

(6)电化学测试：重复实施例1中的步骤(6)。

表1为有无缓蚀剂下进行阳极氧化处理后的腐蚀电压、腐蚀电流和rp值。