一種金屬合金的表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬合金的表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋁Al、鈦T1、鎂Mg等金屬合金被廣泛應(yīng)用于各種精密零部件，但對(duì)其厚度和表面粗糙度要求較高。陶瓷材料具有許多優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于動(dòng)力機(jī)械行業(yè)、航空航天、熱交換器以及大規(guī)模集成電路和電子元器件等方面，但由于陶瓷不導(dǎo)電、與金屬焊接結(jié)合力不強(qiáng)等不可避免的缺點(diǎn)，限制了陶瓷的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中缺乏一種能夠精確控制金屬合金減薄厚度并原位生長陶瓷層的技術(shù)手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種金屬合金的表面處理方法，該方法能夠精確控制金屬合金表面的減薄厚度并原位生長陶瓷層，從而提高了金屬合金工件表面的硬度和耐磨耐蝕性會(huì)K。
[0005]—種金屬合金的表面處理方法，所述方法包括:
[0006]對(duì)待處理的金屬合金工件進(jìn)行預(yù)處理，具體包括:利用砂紙將所述金屬合金工件的表面由粗到細(xì)依次打磨，然后拋光，并在無水乙醇中超聲清洗，再經(jīng)干燥處理后備用；
[0007]配制微弧氧化用的腐蝕電解液，所述腐蝕電解液中包括成膜劑、腐蝕添加劑、PH值調(diào)節(jié)劑和表面活性劑；
[0008]將配置好的腐蝕電解液倒入不銹鋼電解槽中，將預(yù)處理后的金屬合金工件放置于所述腐蝕電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽作為陰極，再利用微弧氧化設(shè)備對(duì)所述金屬合金工件進(jìn)行微弧氧化處理；
[0009]在微弧氧化處理后取出所述金屬合金工件，并將其表面用去離子水沖洗干凈，再經(jīng)干燥處理后得到經(jīng)微弧氧化減薄并原位生長陶瓷層的金屬合金工件。
[0010]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，該方法能夠精確控制金屬合金表面的減薄厚度并原位生長陶瓷層，從而提高了金屬合金工件表面的硬度和耐磨耐蝕性能。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供金屬合金的表面處理方法流程示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明所舉實(shí)例鎂合金工件表面原位生長陶瓷層的XRD衍射圖譜。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0015]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供金屬合金的表面處理方法流程示意圖，所述方法包括:
[0016]步驟11:對(duì)待處理的金屬合金工件進(jìn)行預(yù)處理；
[0017]在該步驟中，預(yù)處理過程具體包括:
[0018]利用砂紙將所述金屬合金工件的表面由粗到細(xì)依次打磨，然后拋光，并在無水乙醇中超聲清洗，再經(jīng)干燥處理后備用。
[0019]具體實(shí)現(xiàn)中，上述金屬合金可以為Al、T1、Mg等金屬合金。
[0020]步驟12:配制微弧氧化用的腐蝕電解液；
[0021]這里，所配置的腐蝕電解液中包括成膜劑、腐蝕添加劑、PH值調(diào)節(jié)劑和表面活性劑，其中:
[0022]所述成膜劑為硅酸鹽體系，具體包括硅酸鈉或硅酸鉀;且所述成膜劑的含量為10?20g/L;
[0023]所述腐蝕添加劑包括高錳酸鉀或鉻酸鉀，其含量為0.1?0.5g/L;通過在腐蝕電解液中加入腐蝕添加劑高錳酸鉀或鉻酸鉀等，來均勻腐蝕金屬合金工件表面，并原位生成致密陶瓷層且保持較低的表面粗糙度。
[0024]所述表面活性劑為梓檬酸鈉，其含量為I?5g/L;
[0025]所述PH值調(diào)節(jié)劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙酸和草酸中的一種或多種。
[0026]步驟13:將配置好的腐蝕電解液倒入不銹鋼電解槽中，將預(yù)處理后的金屬合金工件放置于所述腐蝕電解液中作為陽極，不銹鋼電解槽作為陰極，再利用微弧氧化設(shè)備對(duì)所述金屬合金工件進(jìn)行微弧氧化處理；
?0027] 這里，微弧氧化(Micro-arc Oxidat1n)又稱微等離子體氧化，它突破傳統(tǒng)陽極氧化技術(shù)工作電壓的限制，將工作區(qū)域引入到高壓放電區(qū)，利用微弧區(qū)瞬間高溫?zé)Y(jié)作用直接在Al、T1、Mg等金屬表面原位生長陶瓷層，從而提高基體材料的表面性能。
[0028]在該步驟中，在利用微弧氧化設(shè)備對(duì)所述金屬合金工件進(jìn)行微弧氧化處理的過程中，可以維持腐蝕電解液的溫度在20?35°C，且微弧氧化處理的時(shí)間為5?20min。
[0029]具體實(shí)現(xiàn)中，該微弧氧化設(shè)備包括超聲波裝置、溶液攪拌裝置和冷卻水循環(huán)裝置，其中:
[0030]所述超聲波裝置還包括超聲波信號(hào)發(fā)生器和超聲波換能器;所述溶液攪拌裝置位于所述不銹鋼電解槽內(nèi)部。
[0031]步驟14:在微弧氧化處理后取出所述金屬合金工件，并將其表面用去離子水沖洗干凈，再經(jīng)干燥處理后得到經(jīng)微弧氧化減薄并原位生長陶瓷層的金屬合金工件。
[0032]這里，所述金屬合金工件減薄的厚度由所述微弧氧化設(shè)備的工作時(shí)間和工作電壓來控制，其中:
[0033]微弧氧化設(shè)備的工作時(shí)間為5?20min;所述微弧氧化設(shè)備的工作電壓為270V?350Vo
[0034]進(jìn)一步的，還可以通過改變所述金屬合金工件在所述腐蝕電解液中的擺放姿態(tài)，例如水平放置或垂直放置，來控制所述金屬合金工件減薄后的形狀。
[0035]下面以具體的實(shí)例對(duì)上述工藝方法進(jìn)行詳細(xì)說明，在本實(shí)例中所使用的金屬合金為鎂合金，該鎂合金工件的尺寸直徑X厚度為30_ X 10_。
[0036]首先將鎂合金工件切割成半徑為15mm，厚度為3mm的圓片，在所述圓片的邊緣處鉆孔