專利名稱：以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微弧氧化處理工藝。
背景技術(shù)：
微弧氧化技術(shù)因可以有效地將金屬材料與陶瓷材料的性能優(yōu)勢有機(jī)的結(jié)合起來，極大的擴(kuò)展了金屬材料的應(yīng)用范圍，備受各種行業(yè)部門的重視，經(jīng)過長期發(fā)展微弧氧化處理工藝日趨完善。但以非去離子水為工作液溶劑，水中的雜質(zhì)導(dǎo)致被處理件表面無法正常放電，影響陶瓷膜層的生成，對微弧氧化膜層的生長和性能都具有極大的破壞性，會出現(xiàn)裂紋甚至陶瓷膜層大面積脫落；所以目前的微弧氧化處理工藝過程中必須使用去離子水。去離子水不僅生產(chǎn)成本高，而且由于工藝對去離子水要求的嚴(yán)格，同時增加了工藝操作過程中的難度，制約了微弧氧化技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決微弧氧化處理工藝過程中必須使用去離子水的缺陷，而提供的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝。
以淡水為溶劑微弧氧化處理鋁及鋁合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.5～10g硅酸鈉、1.2～5g硼酸鈉、0.2～19g鋁酸鈉、0.2～10.5g氫氧化鉀、0.1～0.5g二氧化錳、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.8～2.7g碳酸氨、1～2.5g乙酸氨、1.2～2.9g蘋果酸鈉、0.5～0.9g鉬酸鋅、3～3.5g氧化鎂粉、2.3～3.4g氧化硒粉、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.1～1.4g磷酸鈉、0.5～0.9g鈷酸鈉、0.2～2.3g高錳酸鉀、0.4～1.7g硼酸氨、0.5～4.3g鎢酸鈉、1～1.5mL雙氧水和/或0.3～1.3g草酸銅；鋁及鋁合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鋁及鋁合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。
以淡水為溶劑微弧氧化處理鎂及鎂合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.5～30g硅酸鈉、0.4～1.7g硼酸氨、0.2～40g鋁酸鈉、0.2～8.5g氫氧化鉀、0.2～2.8g氫氧化鈉、1～3.5g氧化鎂粉、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.5～0.9g鉬酸鋅、0.1～1.4g焦磷酸鈉、0.15～0.35g鉬酸鉀、0.2～2.3g高錳酸鉀、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.5～4.3g鎢酸鈉和/或0.1～1.5mL雙氧水；鎂及鎂合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鎂及鎂合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。
以淡水為溶劑微弧氧化處理鈦及鈦合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.1～15g硅酸鈉、0.5～22g鋁酸鈉、0.2～15.5g氫氧化鉀、0.2～5.8g氫氧化鈉、3～3.5g氧化鎂粉、1～2.5g乙酸氨、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.5～3.9g鈷酸鈉、0.15～1.35g鉬酸鉀、0.2～2.3g高錳酸鉀、0.4～1.7g硼酸氨、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.5～4.3g鎢酸鈉、1～1.5mL雙氧水、0.3～1.3g草酸銅和/或1.4～4.8g氧化鐵；鈦及鈦合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鈦及鈦合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。
本發(fā)明中的淡水為經(jīng)過過濾的自來水、江水、河水、湖水、溪水、泉水、井水或地下水，不必使用去離子水。本發(fā)明在工件表面短時間微弧氧化生成防腐陶瓷膜層、長時間微弧氧化生成防腐陶瓷膜層，陶瓷膜層不裂紋，不發(fā)生大面積脫落，本發(fā)明生成的硬質(zhì)陶瓷膜層硬度可達(dá)HV2500以上，電絕緣性可達(dá)100MΩ，在鹽霧中的耐腐蝕能力在100小時以上。本發(fā)明微弧氧化處理工藝不需要配備去離子水處理系統(tǒng)，生產(chǎn)成本低，而且工藝簡單、操作過程要求低，可操作性強(qiáng)。本發(fā)明用淡水為工作液溶劑不僅提高了加工效率，同時增加了微弧氧化陶瓷膜層的耐腐蝕性。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝以淡水為溶劑微弧氧化處理鋁及鋁合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.5～10g硅酸鈉、1.2～5g硼酸鈉、0.2～19g鋁酸鈉、0.2～10.5g氫氧化鉀、0.1～0.5g二氧化錳、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.8～2.7g碳酸氨、1～2.5g乙酸氨、1.2～2.9g蘋果酸鈉、0.5～0.9g鉬酸鋅、3～3.5g氧化鎂粉、2.3～3.4g氧化硒粉、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.1～1.4g磷酸鈉、0.5～0.9g鈷酸鈉、0.2～2.3g高錳酸鉀、0.4～1.7g硼酸氨、0.5～4.3g鎢酸鈉、1～1.5mL雙氧水和/或0.3～1.3g草酸銅；鋁及鋁合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鋁及鋁合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。微弧氧化處理后進(jìn)行封孔、清洗、烘干即得到有微弧氧化陶瓷膜層的鋁及鋁合金工件。
本實施方式可根據(jù)所需微弧氧化陶瓷膜層厚度控制微弧氧化時間。
具體實施例方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點是為工作液溶劑的淡水中氯元素含量低于2g/L、PH值為6.5～8。其它與實施方式一相同。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同點是鋁及鋁合金預(yù)處理為除油和清洗。其它與實施方式一相同。
具體實施例方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同點是微弧氧化在正向電壓為200～600V，負(fù)相電壓為50～250V，電源頻率為10～2900Hz、電流密度為1～35A/dm2的條件下進(jìn)行。其它與實施方式一相同。
具體實施例方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同點是微弧氧化在正向電壓為300～500V，負(fù)相電壓為80～220V，電源頻率為50～2800Hz、電流密度為5～30A/dm2的條件下進(jìn)行。其它與實施方式一相同。
具體實施例方式
六本實施方式以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝以淡水為溶劑微弧氧化處理鎂及鎂合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.5～30g硅酸鈉、0.4～1.7g硼酸氨、0.2～40g鋁酸鈉、0.2～8.5g氫氧化鉀、0.2～2.8g氫氧化鈉、1～3.5g氧化鎂粉、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.5～0.9g鉬酸鋅、0.1～1.4g焦磷酸鈉、0.15～0.35g鉬酸鉀、0.2～2.3g高錳酸鉀、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.5～4.3g鎢酸鈉和/或0.1～1.5mL雙氧水；鎂及鎂合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鎂及鎂合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。微弧氧化處理后進(jìn)行封孔、清洗、烘干即得到有微弧氧化陶瓷膜層的鎂及鎂合金工件。
本實施方式可根據(jù)所需微弧氧化陶瓷膜層厚度控制微弧氧化時間。
具體實施例方式
七本實施方式與具體實施方式
六的不同點是為工作液溶劑的淡水中氯元素含量低于2g/L、PH值為6.5～8。其它與實施方式六相同。
具體實施例方式
八本實施方式與具體實施方式
六的不同點是鎂及鎂合金預(yù)處理為除油和清洗。其它與實施方式六相同。
具體實施例方式
九本實施方式與具體實施方式
六的不同點是微弧氧化在正向電壓為200～600V，負(fù)相電壓為50～250V，電源頻率為10～2900Hz、電流密度為1～35A/dm2的條件下進(jìn)行。其它與實施方式六相同。
具體實施例方式
十本實施方式與具體實施方式
六的不同點是微弧氧化在正向電壓為300～500V，負(fù)相電壓為80～220V，電源頻率為50～2800Hz、電流密度為5～30A/dm2的條件下進(jìn)行。其它與實施方式六相同。
具體實施例方式
十一本實施方式以淡水為溶劑微弧氧化處理鈦及鈦合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.1～15g硅酸鈉、0.5～22g鋁酸鈉、0.2～15.5g氫氧化鉀、0.2～5.8g氫氧化鈉、3～3.5g氧化鎂粉、1～2.5g乙酸氨、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.5～3.9g鈷酸鈉、0.15～1.35g鉬酸鉀、0.2～2.3g高錳酸鉀、0.4～1.7g硼酸氨、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.5～4.3g鎢酸鈉、1～1.5mL雙氧水、0.3～1.3g草酸銅和/或1.4～4.8g氧化鐵；鈦及鈦合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鈦及鈦合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。微弧氧化處理后進(jìn)行封孔、清洗、烘干即得到有微弧氧化陶瓷膜層的鈦及鈦合金工件。
本實施方式可根據(jù)所需微弧氧化陶瓷膜層厚度控制微弧氧化時間。
具體實施例方式
十二本實施方式與具體實施方式
十一的不同點是為工作液溶劑的淡水中氯元素含量低于2g/L、PH值為6.5～8。其它與實施方式十一相同。
具體實施例方式
十三本實施方式與具體實施方式
十一的不同點是鈦及鈦合金預(yù)處理為除油和清洗。其它與實施方式十一相同。
具體實施例方式
十四本實施方式與具體實施方式
十一的不同點是微弧氧化在正向電壓為200～600V，負(fù)相電壓為50～250V，電源頻率為10～2900Hz、電流密度為1～35A/dm2的條件下進(jìn)行。其它與實施方式十一相同。
具體實施例方式
十五本實施方式與具體實施方式
十一的不同點是微弧氧化在正向電壓為300～500V，負(fù)相電壓為80～220V，電源頻率為50～2800Hz、電流密度為5～30A/dm2的條件下進(jìn)行。其它與實施方式十一相同。
具體實施例方式
十六本實施方式以淡水為溶劑微弧氧化處理鋁合金工藝中選用直徑為30mm、厚度為5mm的圓片LY12鋁合金，工作液中含有碳酸氨(0.8～2.7g/L)、硅酸鈉(2～4.0g/L)、乙酸氨(1～2.5g/L)、鋁酸鈉(1.0～2.3g/L)、氫氧化鉀(0.5～2.3g/L)、蘋果酸鈉(1.2～2.9g/L)和鉬酸鋅(0.5～0.9g/L)，采用普通城市自來水(國標(biāo)GB5749-85)配制工作液，并用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，正電壓設(shè)置為500V，負(fù)電壓設(shè)置為105V，電流密度設(shè)置為2～8A/dm2，工作液溫度控制在50℃以內(nèi)，加工5～15min停止，鋁合金工件表面生成防腐膜層。
具體實施例方式
十七本實施方式以淡水為溶劑微弧氧化處理鈦工藝中選用120×120mm的方片TA1工業(yè)純鈦，工作液中含有硅酸鈉(1～4.5g/L)、硼酸氨(0.5～1.5g/L)、鋁酸鈉(1.0～2.5g/L)、氫氧化鈉(0.2～1.0g/L)和氧化鐵(1.4～2.8g/L)，采用經(jīng)過濾的地下水配制工作液，并用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，正電壓設(shè)置為620～680V，負(fù)電壓設(shè)置為220～280V，電流密度設(shè)置為10～40A/dm2，工作液溫度控制在50℃以內(nèi)，加工120～190min停止，工業(yè)純鈦工件表面生成硬質(zhì)陶瓷膜層。
具體實施例方式
十八本實施方式以淡水為溶劑微弧氧化處理鎂合金工藝中選用50×35mm的AZ91D鎂合金，工作液中含有鎢酸鈉(0.5～4.3g/L)、鋁酸鈉(0.2～5.8g/L)、硼酸氨(0.4～1.7g/L)、氫氧化鈉(0.6～1.6g/L)、高錳酸鉀(0.5～2.3g/L)和雙氧水(0.1～0.5ml/L)，采用經(jīng)過濾的江水配制工作液，并用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，正電壓設(shè)置為490V，負(fù)電壓設(shè)置為105V，電流密度設(shè)置為2～7A/dm2，工作液溫度控制在50℃之內(nèi)，加工10～60min停止，鎂合金工件表面生成硬質(zhì)陶瓷膜層。
權(quán)利要求
1.以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于以淡水為溶劑微弧氧化處理鋁及鋁合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.5～10g硅酸鈉、1.2～5g硼酸鈉、0.2～19g鋁酸鈉、0.2～10.5g氫氧化鉀、0.1～0.5g二氧化錳、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.8～2.7g碳酸氨、1～2.5g乙酸氨、1.2～2.9g蘋果酸鈉、0.5～0.9g鉬酸鋅、3～3.5g氧化鎂粉、2.3～3.4g氧化硒粉、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.1～1.4g磷酸鈉、0.5～0.9g鈷酸鈉、0.2～2.3g高錳酸鉀、0.4～1.7g硼酸氨、0.5～4.3g鎢酸鈉、1～1.5mL雙氧水和/或0.3～1.3g草酸銅；鋁及鋁合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鋁及鋁合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于為工作液溶劑的淡水中氯元素含量低于2g/L、PH值為6.5～8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于鋁及鋁合金預(yù)處理為除油和清洗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于微弧氧化在正向電壓為200～600V，負(fù)相電壓為50～250V，電源頻率為10～2900Hz、電流密度為1～35A/dm2的條件下進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于微弧氧化在正向電壓為300～500V，負(fù)相電壓為80～220V，電源頻率為50～2800Hz、電流密度為5～30A/dm2的條件下進(jìn)行。
6.以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于以淡水為溶劑微弧氧化處理鎂及鎂合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.5～30g硅酸鈉、0.4～1.7g硼酸氨、0.2～40g鋁酸鈉、0.2～8.5g氫氧化鉀、0.2～2.8g氫氧化鈉、1～3.5g氧化鎂粉、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.5～0.9g鉬酸鋅、0.1～1.4g焦磷酸鈉、0.15～0.35g鉬酸鉀、0.2～2.3g高錳酸鉀、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.5～4.3g鎢酸鈉和/或0.1～1.5mL雙氧水；鎂及鎂合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鎂及鎂合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于為工作液溶劑的淡水中氯元素含量低于2g/L、PH值為6.5～8。
8.以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于以淡水為溶劑微弧氧化處理鈦及鈦合金工藝中以淡水為工作液溶劑，每升工作液體系中含有0.1～15g硅酸鈉、0.5～22g鋁酸鈉、0.2～15.5g氫氧化鉀、0.2～5.8g氫氧化鈉、3～3.5g氧化鎂粉、1～2.5g乙酸氨、1.2～2.9g蘋果酸鎂、0.5～3.9g鈷酸鈉、0.15～1.35g鉬酸鉀、0.2～2.3g高錳酸鉀、0.4～1.7g硼酸氨、1.4～2.8g氧化鐵、0.2～1.1g醋酸銅、1.2～1.5g釩酸鈉、1.2～2.5g二氧化鈦、0.5～4.3g鎢酸鈉、1～1.5mL雙氧水、0.3～1.3g草酸銅和/或1.4～4.8g氧化鐵；鈦及鈦合金工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以鈦及鈦合金工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液溫度低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，其特征在于為工作液溶劑的淡水中氯元素含量低于2g/L、PH值為6.5～8。
全文摘要
以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝，它涉及微弧氧化處理工藝。它解決了微弧氧化處理工藝過程中必須使用去離子水的缺陷。以淡水為溶劑的微弧氧化處理工藝中用淡水作為工作液溶劑，加入其它化學(xué)制劑，工件先進(jìn)行預(yù)處理，再放入工作液中，并采用專利申請?zhí)枮?00410044005的具有放電間隙吸收電路的高頻大功率微弧氧化脈沖電源，以工件為陽極，不銹鋼槽體為陰極，在正向電壓為100～700V，負(fù)相電壓為10～300V，電源頻率為1～3000Hz、電流密度為0.2～40A/dm2，工作液低于50℃的條件下進(jìn)行微弧氧化處理。本發(fā)明的微弧氧化處理工藝不需要配備去離子水處理系統(tǒng)，減少了加工成本，降低了工藝難度、增強(qiáng)了工藝的可操作性。本發(fā)明采用淡水作為工作液溶劑提高了加工效率和微弧氧化陶瓷膜層的耐腐蝕性能。
文檔編號C25D11/06GK1936099SQ20061001054
公開日2007年3月28日 申請日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者狄士春, 潘明強(qiáng) 申請人:狄士春