非阀金属的微弧氧化/热电化学氧化方法与流程

本发明涉及电化学氧化领域和架空线领域，具体涉及一种非阀金属的微弧氧化/热电化学氧化方法及一种耐腐蚀钢芯铝绞线的制备方法。

背景技术：

1、常见的阀金属有铝、镁、钛及其合金，通过微弧氧化/热电化学氧化可以使阀金属表面生成耐磨耐腐蚀的陶瓷涂层。近年来，也有一些研究尝试将这种反应延伸到非阀金属表面，比如，通过微弧氧化/热电化学氧化反应在钢表面生成耐磨、耐腐蚀的陶瓷涂层（参考文献1），以及在铜表面实现微弧氧化（专利申请cn114525566a）。在这些研究中，有的通过在钢表面先镀铝，之后再在低浓度的硅酸盐体系电解液中进行微弧氧化，这种实际上还是属于阀金属的氧化；有的通过使用高浓度的铝酸盐体系电解液或高浓度的硅酸盐体系电解液在钢或铜表面成功实现了非阀金属的微弧氧化模式。在低浓度的电解液中（浓度不高于10g/l）实现非阀金属表面的微弧氧化模式尚未见报道。

2、在具有陶瓷涂层的铝导线的生产中，相比于铝酸钠电解液，使用低浓度的硅酸盐体系电解液进行生产具有更好的经济性和膜层性能（专利申请cn111627592a）。专利申请cn115938691a-一种具有耐腐蚀陶瓷膜层架空线的制备方法公开了一种具有耐腐蚀性能的钢芯铝绞线，其铝线表面具有耐腐蚀陶瓷涂层，但其钢芯表面没有耐腐蚀陶瓷涂层。专利申请cn115558970a-一种架空线防腐蚀涂层涂覆设备公开了一种耐腐蚀架空线的涂覆方式，其通过管状电极向铝线表面喷淋电解液（管状电极同时作为对电极）的方式使铝线表面生成陶瓷涂层，但其仅能对架空线表层的铝线进行耐腐蚀陶瓷涂层的涂覆，内层的铝线及芯轴处的钢芯则无法进行陶瓷涂层涂覆。同时对铝线和钢芯进行耐腐蚀陶瓷涂层涂覆的方式与设备尚未见报道。

3、参考文献1： navid attarzadeh. et al. new promising ceramic coatings forcorrosion and wear protection of steels: a review. surfaces and interfaces.23 (2021) 100997。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在低浓度电解液中实现非阀金属表面微弧氧化/热电化学氧化的方法，以及一种在低浓度电解液中实现钢、铝同时进行微弧氧化/热电化学氧化的方法。

2、为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

3、非阀金属的微弧氧化/热电化学氧化方法，包括：

4、（1）在非阀金属的表面预涂绝缘膜层；

5、（2）将表面具有绝缘膜层的非阀金属和对电极分别与电源相连，电源为微弧氧化电源或热电化学氧化电源；

6、（3）将表面具有绝缘膜层的非阀金属和对电极浸入电解液中；

7、（4）开启电源，使非阀金属的表面发生微弧氧化/热电化学氧化反应生成陶瓷涂层。

8、进一步的，所述非阀金属为铁族金属或含铁族金属的合金。

9、进一步的，所述非阀金属为钢。

10、进一步的，所述绝缘膜层为有机绝缘膜层。

11、进一步的，所述有机绝缘膜层的厚度为10-25μm。

12、进一步的，所述有机绝缘膜层通过向非阀金属表面喷涂绝缘清漆实现。

13、进一步的，所述电解液为硅酸盐溶液。

14、进一步的，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于10g/l。

15、进一步的，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于5g/l。

16、本发明还提供了一种阀金属与非阀金属一同氧化的方法，包括：

17、（1）将非阀金属的表面预涂绝缘膜层；

18、（2）将阀金属、表面具有绝缘膜层的非阀金属和对电极分别与电源（微弧氧化电源或热电化学氧化电源）相连，其中，阀金属和表面具有绝缘膜层的非阀金属组成待氧化对象一同接电；

19、（3）将阀金属、表面具有绝缘膜层的非阀金属和对电极浸入电解液中；

20、（4）开启电源，使阀金属和非阀金属的表面同时发生氧化反应并生成陶瓷涂层，氧化反应模式根据所接电源的不同对应为微弧氧化或热电化学氧化。

21、进一步的，所述绝缘膜层为有机绝缘膜层。

22、进一步的，所述有机绝缘膜层通过向非阀金属表面喷涂绝缘清漆或绝缘胶实现。

23、进一步的，所述电解液为低浓度硅酸盐溶液，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于10g/l。

24、进一步的，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于5g/l。

25、进一步的，所述阀金属是铝或铝合金，所述非阀金属为钢。

26、本发明还提供了一种耐腐蚀钢芯铝绞线的制备方法，包括：

27、（1）将钢芯与铝线绞合成钢芯铝绞线，在绞合处附近设置对电极，钢芯表面在绞合前预涂覆绝缘膜层；

28、（2）将钢芯、铝线、对电极分别与电源（微弧氧化电源或热电化学氧化电源）相连，其中，钢芯、铝线组成待氧化工件一同接电；

29、（3）在绞合处施加电解液，使钢芯、铝线、对电极同时与电解液接触；

30、（4）开启电源，使绞合处的钢芯与铝线同时发生氧化反应（微弧氧化或热电化学氧化）并生成陶瓷涂层。

31、进一步的，所述绝缘膜层为有机绝缘膜层。

32、进一步的，所述有机绝缘膜层通过向钢芯表面喷涂绝缘清漆或绝缘胶实现。

33、进一步的，所述电解液为低浓度硅酸盐溶液，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于10g/l。

34、进一步的，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于5g/l。

35、进一步的，所述电解液的施加方式为喷淋，具体包括：通过管状电极将电解液喷淋在绞合处，管状电极同时作为对电极。

36、与现有技术，本发明的有益技术效果：

37、本发明的非阀金属的微弧氧化/热电化学氧化方法，可以在低浓度电解液中实现非阀金属表面微弧氧化/热电化学氧化，为更经济性的在非阀金属表面实现微弧氧化/热电化学氧化开辟了新途径。

38、本发明的阀金属与非阀金属一同氧化的方法，创造性的实现了钢、铝同池同镀，可实现钢、铝组合工件的同步微弧氧化/热电化学氧化，相比于钢、铝分别氧化再组装的方式具有更高的加工效率和经济性。

39、本发明的一种耐腐蚀钢芯铝绞线的制备方法，创造性的于绞合处进行钢芯、铝线同时氧化，实现了边绞合边涂镀效果，相比于先涂镀铝线再绞合的方式可大幅简化工艺流程；钢芯与铝线表面均具有耐腐蚀涂层，防护效果明显优于仅铝线表面具有陶瓷涂层的同类钢芯铝绞线。

技术特征：

1.非阀金属的微弧氧化/热电化学氧化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非阀金属为铁族金属或含铁族金属的合金。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述非阀金属为钢。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绝缘膜层为有机绝缘膜层。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解液为硅酸盐溶液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述硅酸盐溶液中硅酸盐的浓度不大于10g/l。

7.一种阀金属与非阀金属一同氧化的方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阀金属是铝或铝合金，所述非阀金属为钢。

9.一种耐腐蚀钢芯铝绞线的制备方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电解液的施加方式为喷淋，包括：通过管状电极将电解液喷淋在绞合处，管状电极同时作为对电极。

技术总结非阀金属的微弧氧化/热电化学氧化方法，包括：在非阀金属的表面预涂绝缘膜层；将非阀金属和对电极分别与电源相连后浸入电解液中；开启电源使非阀金属的表面发生氧化反应。一种耐腐蚀钢芯铝绞线的制备方法，包括：钢芯表面在绞合前预涂覆绝缘膜层；钢芯、铝线作为待氧化对象一同接电；在钢芯与铝线的绞合处施加电解液并设置对电极，开启电源，使绞合处的钢芯与铝线同时发生氧化反应生成陶瓷涂层。本发明的方法，可在低浓度电解液中实现非阀金属表面微弧氧化或热电化学氧化，还可实现钢、铝同池同镀的同步氧化。本发明的一种耐腐蚀钢芯铝绞线的制备方法，创造性的实现了边绞合边涂镀，大幅简化了工艺流程。技术研发人员：雷厉,杰尔列耶娃·奥尔加·彼得罗夫娜,丘布·扎哈尔,王连可,曹朋受保护的技术使用者：诸暨市中俄联合材料实验室技术研发日：技术公布日：2024/5/29