專利名稱：一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屬于鎂合金表面黑色硬質(zhì)陶瓷膜處理工藝技術(shù)，尤其是涉及一 種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法。
背景技術(shù)：
鎂合金是應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)合金中比重最輕的一種合金，它具有較高的強(qiáng)度重量 比[1]和良好的防震性能，主要應(yīng)用在導(dǎo)彈導(dǎo)引系統(tǒng)，起落輪轂，發(fā)動機(jī)機(jī)殼等零部件。 近年來鎂及其合金成為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料重要的代替產(chǎn)品[2-3]。鎂合金還應(yīng)用在高強(qiáng)度、高 減振性、電磁屏蔽性和要求良好的力學(xué)性能的汽車及電子工業(yè)領(lǐng)域[4]。鎂最基本的優(yōu)點 是低密度(1.74g/cm3)，用鎂合金鑄件代替鋁合金鑄件，可在同等強(qiáng)度下使工件的重量 減輕25 30%。據(jù)估計，在運(yùn)輸工具上減重10%可以帶來5.5%的能耗效益[5]，可見 使用鎂及其合金能降低能耗并且?guī)砜捎^的經(jīng)濟(jì)效益。鎂合金表面黑色陶瓷膜在電子及 光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常廣闊的前景。由于鎂的這些優(yōu)良特性，國際上對鎂的消耗日益 增加，世界各國對鎂及其合金的開發(fā)研究也在積極進(jìn)行。我國的鎂蘊(yùn)藏豐富，近年來， 我國開始研究開發(fā)鎂產(chǎn)品的成型及表面處理工藝。雖然鎂具有眾多的優(yōu)點，但是鎂是極其活潑的金屬，標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-2.36V， 而且在常用介質(zhì)中的電位也都很低，是工業(yè)合金中最負(fù)的。所以鎂合金的耐蝕性較差， 呈現(xiàn)出極高的化學(xué)和電化學(xué)活性。加之，鎂的氧化膜無自愈合能力的特性，因此鎂及 其合金產(chǎn)品，使用前必須進(jìn)行表面處理。而且要求表面保護(hù)涂層具有足的耐腐蝕性、硬 度，以避免鎂制品遭受光線照射或意外碰擦?xí)r局部涂層破壞而導(dǎo)致腐蝕失效。對于鎂合金表面的硬化、抗腐蝕處理工藝，近年來已得到了極大的發(fā)展，如硬 質(zhì)陽極氧化、鉻酸處理等，在產(chǎn)業(yè)界已得到了廣泛的應(yīng)用。微弧氧化工藝是近年來發(fā)展 起來的一種有色金屬(如鋁、鎂、鈦等)表面處理工藝，尤其是從二十世紀(jì)九十年代開 始，該工藝已成為國內(nèi)學(xué)術(shù)界的研究熱點，并且逐漸得到產(chǎn)業(yè)界的認(rèn)可。尤其鎂合金的 表面微弧氧化處理，由于氧化鎂鋁陶瓷層的較高硬度、抗擦傷及抗腐蝕能力，使該技術(shù) 廣泛地應(yīng)用于鎂合金產(chǎn)品的表面處理。然而，鎂合金微弧氧化處理的陶瓷膜色澤大多為 白色或灰白色，深色特別是黑色硬質(zhì)陶瓷膜的處理，成為鎂合金微弧氧化的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其主要是解 決現(xiàn)有技術(shù)所存在的鎂合金微弧氧化處理的陶瓷膜色澤大多為白色或灰白色，無法處理 成深色乃至黑色等的技術(shù)問題。本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的
本發(fā)明的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其特征在于所述的處 理方法包括以下步驟
a. 在水中投入磷酸鈉20g/L_40g/L，氟化鈉5g/L_20g/L，氫氧化鈉0.5_lg/L，鉬酸鈉lg/L_5g/L，碳酸鉀5g/L_8g/L，鎢酸鈉2g/L_5g/L硫酸銅25g/L _40g/L，重鉻酸 鉀10g/L_15g/L，配制成堿性電解溶液；
b.將配制好的堿性電解溶液在20-30°C下恒溫充分?jǐn)嚢瑁俳?jīng)20-30°C下恒溫充分
靜置，待用；
c.將鎂合金、不銹鋼板浸入到堿性電解溶液中，以鎂合金作為陽極，不銹鋼板作 為陰極，接上電源后對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化處理，處理時電源脈沖頻率范圍為300Hz -800Hz,脈沖占空比為10%-40%，正負(fù)脈沖個數(shù)比為5-10:1，處理電壓為300V-450V，
直到在鎂合金表面原位生長一層致密的黑色硬質(zhì)陶瓷膜。本發(fā)明是將待處理的鎂合金為陽極、不銹鋼板作為陰極，應(yīng)用以磷酸鹽為主要 成分的堿性電解溶液對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化處理，該工藝方法簡便、高效。在20min 內(nèi)即可在鎂合金表面制備出10-30um的黑色硬質(zhì)陶瓷膜。該陶瓷膜具有色澤均勻，致 密，黑度高，色澤穩(wěn)定性好，不易褪色，陶瓷膜硬度高達(dá)600HV-800HV等優(yōu)點。通過該 工藝處理提高鎂合金的色澤穩(wěn)定性、表面抗劃傷性以及耐磨性。作為優(yōu)選，所述的步驟a中堿性電解溶液的pH值范圍為10-13。作為優(yōu)選，所述的步驟b中恒溫攪拌的時間為5-24小時，恒溫靜置的時間為 12-24小時。作為優(yōu)選，所述的步驟c中微弧氧化處理的時間為5-60分鐘。因此，本發(fā)明改變了原有鎂合金表面先進(jìn)行陶瓷化處理，再進(jìn)行黑色著色處理 的工藝方法，本發(fā)明可完成一次性在鎂合金表面獲得黑色硬質(zhì)陶瓷膜，工藝簡便，高 效，短時間即可在鎂合金表面制備出黑色硬質(zhì)陶瓷膜，該陶瓷膜具有色澤均勻，致密， 黑度高，色澤穩(wěn)定性好，不易褪色，等優(yōu)點；另外本發(fā)明只對鎂合金表面陶瓷化，尺寸 變化微小，工件不發(fā)生變形。
具體實施例方式下面通過實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實施例1 本例的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其步驟 為
a.在水中投入磷酸鈉20g/L，氟化鈉10g/L，氫氧化鈉0.5g/L，鉬酸鈉2g/L，碳酸 鉀8g/L，鎢酸鈉3g/L，硫酸銅25g/L，重鉻酸鉀10g/L，配制成堿性電解溶液，堿性電 解溶液的pH值范圍10-13;
b.將配制好的堿性電解溶液在25°C下恒溫攪拌24小時，再經(jīng)25°C下恒溫靜置24 小時，待用；
c.將鎂合金、不銹鋼板浸入到堿性電解溶液中，以鎂合金作為陽極，不銹鋼板 作為陰極，接上電源后對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化處理，處理時電源脈沖頻率范圍為 300Hz，脈沖占空比為10%，正負(fù)脈沖個數(shù)比為5: 1，電壓為350V，處理時間15min，
在鎂合金表面原位生長一層致密的黑色硬質(zhì)陶瓷膜。實施例2:本例的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其步驟 為
a.在水中投入磷酸鈉30g/L，氟化鈉12g/L，氫氧化鈉lg/L，鉬酸鈉5g/L，碳酸鉀6g/L，鎢酸鈉2g/L，硫酸銅30g/L，重鉻酸鉀12g/L，配制成堿性電解溶液，堿性電 解溶液的pH值范圍10-13;
b.將配制好的堿性電解溶液在25°C下恒溫攪拌24小時，再經(jīng)25°C下恒溫靜置24 小時，待用；
c.將鎂合金、不銹鋼板浸入到堿性電解溶液中，以鎂合金作為陽極，不銹鋼板 作為陰極，接上電源后對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化處理，處理時電源脈沖頻率范圍為 500Hz，脈沖占空比為15%，正負(fù)脈沖個數(shù)比為8: 1，電壓為400V，處理時間20min，
在鎂合金表面原位生長一層致密黑色硬質(zhì)陶瓷層。 實施例3:本例的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其步驟 為
a.在水中投入磷酸鈉40g/L，氟化鈉20g/L，氫氧化鈉0.5g/L，鉬酸鈉2g/L，碳酸 鉀8g/L，鎢酸鈉5g/L，硫酸銅40g/L，重鉻酸鉀15g/L，配制成堿性電解溶液，堿性電 解溶液的pH值范圍10-13;
b.將配制好的堿性電解溶液在25°C下恒溫攪拌24小時，再經(jīng)25°C下恒溫靜置24 小時，待用；
c.將鎂合金、不銹鋼板浸入到堿性電解溶液中，以鎂合金作為陽極，不銹鋼板 作為陰極，接上電源后對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化處理，處理時電源脈沖頻率范圍為 800Hz，脈沖占空比為30%，正負(fù)脈沖個數(shù)比為10: 1，電壓為450V，處理時間15min，
在鎂合金表面原位生長一層致密黑色硬質(zhì)陶瓷層。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其特征在于所述的處理方法 包括以下步驟a.在水中投入磷酸鈉20g/L_40g/L，氟化鈉5g/L_20g/L，氫氧化鈉0.5_lg/L，鉬 酸鈉lg/L_5g/L，碳酸鉀5g/L_8g/L，鎢酸鈉2g/L_5g/L硫酸銅2g/L 5_40g/L，重鉻酸 鉀10g/L_15g/L，配制成堿性電解溶液；b.將配制好的堿性電解溶液在20-30°C下恒溫充分?jǐn)嚢瑁俳?jīng)20-30°C下恒溫充分靜置，待用；c.將鎂合金、不銹鋼板浸入到堿性電解溶液中，以鎂合金作為陽極，不銹鋼板作為 陰極，接上電源后對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化處理，處理時電源脈沖頻率范圍為300 Hz -800Hz,脈沖占空比為10%-40%，正負(fù)脈沖個數(shù)比為5-10:1，處理電壓為300V-450V， 直到在鎂合金表面原位生長一層致密的黑色硬質(zhì)陶瓷膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其特征 在于所述的步驟a中堿性電解溶液的pH值范圍為10-13。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其特征 在于所述的步驟b中恒溫攪拌的時間為5-24小時，恒溫靜置的時間為12-24小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法，其特征 在于所述的步驟c中微弧氧化處理的時間為5-60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種屬于鎂合金表面黑色硬質(zhì)陶瓷膜處理工藝技術(shù)，尤其是涉及一種鎂合金表面黑色硬質(zhì)微弧氧化陶瓷膜處理方法。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的鎂合金微弧氧化處理的陶瓷膜色澤大多為白色或灰白色，無法處理成深色乃至黑色等的技術(shù)問題。本發(fā)明在水中投入磷酸鈉、氟化鈉、氫氧化鈉、鉬酸鈉、碳酸鉀、鎢酸鈉、硫酸銅、重鉻酸鉀、配制成堿性電解溶液攪拌待用；再將鎂合金、不銹鋼板浸入到堿性電解溶液中，以鎂合金作為陽極，不銹鋼板作為陰極，進(jìn)行微弧氧化處理，直到在鎂合金表面原位生長一層致密的黑色硬質(zhì)陶瓷膜。
文檔編號C25D11/30GK102021631SQ20101053035
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月4日
發(fā)明者郝建明 申請人:杭州意來客電器設(shè)備有限公司