本(ben)發明涉及材料表(biao)面處理技術領域，特別(bie)涉及一種在鎂及鎂鋰合金表(biao)面通過微弧氧化工藝(yi)制備與膠黏劑高結合強度的(de)陶(tao)瓷涂層(ceng)技術。

背景技術：

在航天(tian)(tian)器中，很(hen)多結構件(jian)、儀器結構等選用(yong)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)為加(jia)工(gong)原材料(liao)，由于微弧(hu)氧化膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)具有(you)化學穩定(ding)高(gao)，耐(nai)蝕性(xing)好(hao)以(yi)及(ji)良好(hao)的(de)耐(nai)磨性(xing)能，在航天(tian)(tian)領域得(de)到了廣泛應用(yong)。鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)微弧(hu)氧化膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)屬電化學轉(zhuan)化膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)，是鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)表面處理技術(shu)中一種(zhong)常用(yong)的(de)方(fang)法。通常，在鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)表面制備微弧(hu)氧化膜(mo)(mo)層(ceng)(ceng)時用(yong)來提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)的(de)耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)磨性(xing)，或(huo)者作為一種(zhong)功能性(xing)涂(tu)層(ceng)(ceng)實現鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)基材被動熱(re)控的(de)功能。

此外，隨著航天器(qi)向大型化(hua)、高(gao)精度和多功(gong)能(neng)(neng)(neng)方向發展，航天器(qi)有(you)效(xiao)載荷(he)不斷增加(jia)，航天領(ling)域對(dui)輕型、高(gao)性(xing)能(neng)(neng)(neng)材料的(de)需求日益(yi)得到國內(nei)外的(de)關(guan)注。鎂(mei)及鎂(mei)鋰合(he)金承力(li)結(jie)構(gou)(gou)(gou)件廣泛(fan)應用于(yu)復(fu)合(he)材料中，為了加(jia)強其緊(jin)固(gu)強度，需要對(dui)其進(jin)行表面強化(hua)處理，從(cong)而保證承力(li)構(gou)(gou)(gou)件的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，保障航天器(qi)的(de)可靠性(xing)。因此，提高(gao)鎂(mei)及鎂(mei)鋰合(he)金承力(li)結(jie)構(gou)(gou)(gou)件的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)、耐(nai)磨性(xing)以及膠結(jie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)顯得尤為重要。

需要提供(gong)一(yi)種鎂合金(jin)表面處(chu)理的(de)方(fang)法，能夠提高鎂合金(jin)表面的(de)耐(nai)腐蝕性、耐(nai)磨性及膠結性能。

技術實現要素：

本(ben)發(fa)明(ming)解決的問(wen)題(ti)是提供一種鎂合(he)金產品(pin)表面處理方(fang)法，所述方(fang)法能夠改善鎂合(he)金的耐(nai)腐(fu)蝕性、耐(nai)磨性和膠結合(he)性。

為了(le)解決上述(shu)問題(ti)，本發明(ming)提供一種鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)產品表面處(chu)理方(fang)法，包括(kuo)：對(dui)鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)表面進行微(wei)弧氧化工(gong)藝，在鎂(mei)(mei)合(he)金(jin)表面形(xing)成微(wei)弧氧化層，形(xing)成的(de)微(wei)弧氧化層的(de)厚度(du)范圍為10～25μm，剪切強度(du)不低(di)于26mpa。

可選地，所述微弧氧化工藝在電解液中進行，其工藝參數為；電流密度2-5a/dm²，頻率100-300hz，占(zhan)空比20-35％，時間6-20min，溫(wen)度10-30℃。

可選地，所述電解液的成分包括：硅(gui)酸鈉(na)10-30g/l，氫氧化(hua)鉀2-10g/l，氟化(hua)鈉(na)0.5-2g/l。

可(ke)選地，在進行所述微弧氧(yang)化工藝之前(qian)(qian)，還包括(kuo)：氧(yang)化前(qian)(qian)檢(jian)查和(he)表面清(qing)潔步驟。

可選地(di)，所述表(biao)面清潔步(bu)(bu)驟(zou)(zou)包括去油(you)步(bu)(bu)驟(zou)(zou)和(he)水洗步(bu)(bu)驟(zou)(zou)，所述去油(you)步(bu)(bu)驟(zou)(zou)用(yong)于去除(chu)鎂(mei)合金(jin)(jin)表(biao)面油(you)污，所述水洗步(bu)(bu)驟(zou)(zou)用(yong)于去除(chu)鎂(mei)合金(jin)(jin)表(biao)面的顆(ke)粒物(wu)和(he)化學殘留物(wu)。

可選(xuan)地(di)，所述去油步(bu)驟包括有機溶劑除(chu)油步(bu)驟和化學除(chu)油步(bu)驟。

可選(xuan)地，所述有機(ji)溶(rong)劑(ji)除(chu)油步驟先于化(hua)學除(chu)油步驟進(jin)行。

可選地，所(suo)述有機溶(rong)劑除(chu)(chu)油(you)(you)步(bu)(bu)驟(zou)利用(yong)航空(kong)(kong)汽油(you)(you)進行(xing)(xing)，在航空(kong)(kong)汽油(you)(you)中浸泡分鐘之后進行(xing)(xing)自然晾干(gan)并進行(xing)(xing)化(hua)學除(chu)(chu)油(you)(you)步(bu)(bu)驟(zou)，所(suo)述化(hua)學除(chu)(chu)油(you)(you)步(bu)(bu)驟(zou)利用(yong)酸性溶(rong)液進行(xing)(xing)。

可選地，所述化(hua)學除油步驟采用的(de)酸(suan)(suan)性溶液包括：碳酸(suan)(suan)鈉(na)、硅(gui)酸(suan)(suan)鈉(na)和磷酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)混(hun)合溶液，其中(zhong)碳酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)濃度(du)(du)(du)為30-50g/l，硅(gui)酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)濃度(du)(du)(du)為20-30g/l，磷酸(suan)(suan)鈉(na)的(de)濃度(du)(du)(du)范圍為40-60g/l,所述化(hua)學除油的(de)溫度(du)(du)(du)范圍為70-80攝氏度(du)(du)(du)，時間為5-10分鐘。

可選地，所(suo)(suo)述(shu)水洗(xi)(xi)步(bu)驟(zou)包(bao)括(kuo)：依(yi)(yi)次進行熱水洗(xi)(xi)和純水洗(xi)(xi)步(bu)驟(zou)，所(suo)(suo)述(shu)熱水洗(xi)(xi)工藝(yi)(yi)的水溫(wen)(wen)范(fan)圍(wei)(wei)為(wei)80～95℃，清洗(xi)(xi)時間為(wei)1～2min，所(suo)(suo)述(shu)純水洗(xi)(xi)的溫(wen)(wen)度(du)為(wei)室(shi)溫(wen)(wen)，清洗(xi)(xi)時間為(wei)1～2min分(fen)(fen)鐘；在(zai)微弧氧化(hua)工藝(yi)(yi)之(zhi)后還包(bao)括(kuo)：依(yi)(yi)次進行的冷水洗(xi)(xi)、純水洗(xi)(xi)、干燥和包(bao)裝的步(bu)驟(zou)，其中干燥步(bu)驟(zou)的溫(wen)(wen)度(du)范(fan)圍(wei)(wei)為(wei)80-90攝氏度(du)，工藝(yi)(yi)時間為(wei)25-35分(fen)(fen)鐘。

與(yu)現有相比，本(ben)發(fa)明(ming)的優(you)點(dian)在于：

本發(fa)明(ming)通過(guo)在(zai)鎂合金產品(pin)表面進行微(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧化(hua)處理(li)，在(zai)鎂合金表面形成微(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧化(hua)層，通過(guo)該方法可(ke)以得到剪(jian)切強度不低于26mpa的微(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧化(hua)層，該工藝制備的微(wei)弧(hu)(hu)(hu)氧化(hua)層均勻(yun)致(zhi)密，與基體結合力好，同時具(ju)有(you)良好的耐蝕(shi)性(xing)與耐磨性(xing)。

附圖說明

圖(tu)1是(shi)本發明的(de)鎂合金產品表面處理方法的(de)流(liu)程(cheng)示(shi)意圖(tu)。

具體實施方式

本(ben)發明(ming)的目的在于提供(gong)一種鎂合金的表面處理方法。

結(jie)合(he)(he)圖1，本發明提供(gong)一種(zhong)鎂(mei)合(he)(he)金(jin)產品(pin)表(biao)面(mian)處理方法，包(bao)括：對鎂(mei)合(he)(he)金(jin)表(biao)面(mian)進行(xing)微弧氧(yang)(yang)化(hua)工藝，在鎂(mei)合(he)(he)金(jin)表(biao)面(mian)形(xing)成微弧氧(yang)(yang)化(hua)層，形(xing)成的微弧氧(yang)(yang)化(hua)層的厚度范(fan)圍為10～25μm，剪切(qie)強度不低于26mpa。

作為(wei)一個實施例，在進行(xing)所(suo)述微弧(hu)氧(yang)化工藝之前，還包括：氧(yang)化前檢查和表(biao)面(mian)清潔步(bu)驟(zou)(zou)(zou)(zou)(zou)。所(suo)述表(biao)面(mian)清潔步(bu)驟(zou)(zou)(zou)(zou)(zou)包括去(qu)油(you)步(bu)驟(zou)(zou)(zou)(zou)(zou)和水(shui)洗步(bu)驟(zou)(zou)(zou)(zou)(zou)，所(suo)述去(qu)油(you)步(bu)驟(zou)(zou)(zou)(zou)(zou)用(yong)于去(qu)除(chu)鎂合金(jin)表(biao)面(mian)油(you)污，所(suo)述水(shui)洗步(bu)驟(zou)(zou)(zou)(zou)(zou)用(yong)于去(qu)除(chu)鎂合金(jin)表(biao)面(mian)的顆粒物和化學殘留物。

其中，所述去油(you)步(bu)驟包括(kuo)有(you)機溶劑(ji)除油(you)步(bu)驟和化學(xue)除油(you)步(bu)驟。所述有(you)機溶劑(ji)除油(you)步(bu)驟先于化學(xue)除油(you)步(bu)驟進行，這(zhe)樣可以(yi)先用有(you)機溶劑(ji)將(jiang)表面油(you)污(wu)去除，然后(hou)用化學(xue)除油(you)方式將(jiang)表面殘留的有(you)機溶劑(ji)等徹底(di)出去。

優選的，所述有機溶劑除(chu)油步驟(zou)利用航空汽油進(jin)行，在航空汽油中浸泡30～40分鐘之后進(jin)行自然晾(liang)干并進(jin)行化(hua)學除(chu)油步驟(zou)，所述化(hua)學除(chu)油步驟(zou)利用酸(suan)性溶液進(jin)行。

作(zuo)為(wei)(wei)一個實(shi)施例，所述(shu)化學除(chu)油步驟采(cai)用的(de)酸(suan)(suan)性溶液包(bao)括(kuo)：碳酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(na)、硅酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(na)和磷酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(na)的(de)混合(he)溶液，其中(zhong)碳酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(na)的(de)濃度為(wei)(wei)30-50g/l，硅酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(na)的(de)濃度為(wei)(wei)20-30g/l，磷酸(suan)(suan)鈉(na)(na)(na)(na)(na)的(de)濃度范(fan)圍為(wei)(wei)40-60g/l,所述(shu)化學除(chu)油的(de)溫(wen)度范(fan)圍為(wei)(wei)70-80攝氏度，時間為(wei)(wei)5-10分(fen)鐘。

在將鎂(mei)合金(jin)(jin)表面(mian)的(de)油污(wu)去除(chu)之后(hou)，對(dui)鎂(mei)合金(jin)(jin)表面(mian)進(jin)行(xing)水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)，以將鎂(mei)合金(jin)(jin)表面(mian)殘留的(de)化(hua)學溶劑等(deng)殘留物去除(chu)，有利于后(hou)續(xu)的(de)微弧氧化(hua)工藝(yi)(yi)形成致密的(de)微弧氧化(hua)層。具體的(de)，所(suo)(suo)述(shu)水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)步驟(zou)包括(kuo)：依次(ci)進(jin)行(xing)熱(re)水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)和純水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)步驟(zou)，所(suo)(suo)述(shu)熱(re)水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)工藝(yi)(yi)的(de)水(shui)(shui)溫(wen)范圍(wei)為(wei)(wei)80～95℃，清(qing)洗(xi)(xi)(xi)時間為(wei)(wei)1～2min，所(suo)(suo)述(shu)純水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)的(de)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)室溫(wen)，清(qing)洗(xi)(xi)(xi)時間為(wei)(wei)1～2分鐘；在微弧氧化(hua)工藝(yi)(yi)之后(hou)還包括(kuo)：依次(ci)進(jin)行(xing)的(de)冷水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)、純水(shui)(shui)洗(xi)(xi)(xi)、干(gan)燥和包裝的(de)步驟(zou)，其中干(gan)燥步驟(zou)的(de)溫(wen)度(du)范圍(wei)為(wei)(wei)80-90攝氏(shi)度(du)，工藝(yi)(yi)時間為(wei)(wei)25-35分鐘。

作為優選的實施例，本發明所述微弧氧化工藝在電解液中進行，其工藝參數為；電流密度2-5a/dm²，頻(pin)率100-300hz，占空(kong)比(bi)20-35％，時間6-20min，溫度10-30℃。所(suo)述(shu)電解(jie)液的成分包括(kuo)：硅酸鈉(na)10-30g/l，氫氧化鉀2-10g/l，氟(fu)化鈉(na)0.5-2g/l。

綜上，本(ben)發(fa)明通過(guo)在鎂合(he)(he)(he)金產品表(biao)(biao)面(mian)進行微(wei)弧氧化處理，在鎂合(he)(he)(he)金表(biao)(biao)面(mian)形成微(wei)弧氧化層(ceng)，通過(guo)該方(fang)法可以(yi)得到剪切強度不低于(yu)26mpa的(de)微(wei)弧氧化層(ceng)，該工藝制(zhi)備的(de)微(wei)弧氧化層(ceng)均(jun)勻(yun)致密，與(yu)基體結合(he)(he)(he)力好，同時具有良好的(de)耐蝕性與(yu)耐磨性。

因此，上述較佳實(shi)施例僅為說明(ming)(ming)本(ben)發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)技術(shu)構思及特點(dian)，其目的(de)(de)在于(yu)讓(rang)熟(shu)悉此項技術(shu)的(de)(de)人士能夠了解本(ben)發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)內容并據以實(shi)施，并不能以此限制本(ben)發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)保護(hu)范圍(wei)。凡(fan)根據本(ben)發(fa)明(ming)(ming)精神(shen)實(shi)質所作的(de)(de)等效變化或(huo)修飾(shi)，都應涵蓋在本(ben)發(fa)明(ming)(ming)的(de)(de)保護(hu)范圍(wei)之內。

技術特征：

技術總結
本發明提供一種鎂合金產品表面處理方法，包括：對鎂合金表面進行微弧氧化工藝，在鎂合金表面形成微弧氧化層，形成的微弧氧化層的厚度范圍為10～25μm，剪切強度不低于26MPa。本發明的方法能夠改善鎂合金的耐腐蝕性、耐磨性和膠結合性。

技術研發人員：鞠鵬飛;吳超;蘇培博;郭立杰;王聞杰;奚昊敏
受保護的技術使用者：上海航天設備制造總廠
技術研發日：2017.05.04
技術公布日：2017.10.03