铝合金表面微弧氧化用电解液、制备方法及涂层制备方法与流程

本申请涉及金属表面处理，例如涉及一种铝合金表面微弧氧化用电解液、制备方法及涂层制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着航空航天事业发展，高强度铝合金由于质量轻、强度高被广泛应用，由于国防设备中需要特殊的表面颜色，因此在铝合金外表制作需要的颜色涂层成为了新的研发问题。

2、相关技术中，利用微弧氧化技术可以在铝合金表面生成一层以氧化铝为主相的陶瓷层，该涂层十分致密坚硬，表面光滑，还可以在电解液中加入着色盐赋予涂层颜色，起到很好的装饰性。

3、在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：铝合金可以在多种电解液体系中进行微弧氧化，如硅酸盐、磷酸盐、铝酸盐、硼酸盐等，但是膜层主要由基体电解氧化形成的氧化铝组成，一般分为向内生长的致密层，以及相对疏松的外层，铝合金的这一成膜特性使电解液中的金属盐成分难以进入膜层内部，形成的有色金属氧化物数量较少且大部分分布在外层，给铝合金着色带来困难，并且形成的涂层硬度不高。

技术实现思路

1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

2、本公开实施例提供了一种铝合金表面微弧氧化用电解液、制备方法及涂层制备方法，以解决铝合金表面涂层着色困难和硬度低等问题。

3、根据本发明第一方面提供一种铝合金表面微弧氧化用电解液，包括：硅酸钠，柠檬酸钠，三乙醇胺，钨酸钠，偏钒酸铵和氢氧化钠。

4、可选地，铝合金表面微弧氧化用电解液包括以下组分原料:5g/l至10g/l的硅酸钠，3g/l至6g/l的柠檬酸钠，8ml/l至12ml/l的三乙醇胺，4g/l至6g/l的钨酸钠，3g/l至6g/l的偏钒酸铵和2g/l至4g/l的氢氧化钠。

5、根据本发明第二方面提供一种铝合金表面微弧氧化用电解液制备方法，用于制备上述实施例中的铝合金表面微弧氧化用电解液，制备方法包括以下步骤：

6、将偏钒酸铵和氢氧化钠加入去离子水中溶解得到第一溶液。

7、将第一溶液冷却至室温。

8、将硅酸钠，柠檬酸钠，三乙醇胺和钨酸钠溶解得到第二溶液。

9、将第一溶液和第二溶液混合溶解并静置第一时长得到电解液。

10、可选地，将偏钒酸铵和氢氧化钠加入去离子水中溶解得到第一溶液中的溶解方式包括加热并搅拌至第一温度得到第一溶液，或加热至第一温度后搅拌至完全溶解得到第一溶液。

11、可选地，将偏钒酸铵和氢氧化钠加入去离子水中搅拌的时长大于20h。

12、可选地，将第一溶液冷却至室温，包括：将第一溶液搅拌并自然冷却至室温；或将第一溶液搅拌并快速冷却至室温，其中快速冷却方式包括放置低温环境冷却，和/或，加速第一溶液表面气流流动。

13、可选地，将硅酸钠，柠檬酸钠，三乙醇胺和钨酸钠溶解得到第二溶液中的溶解方式包括搅拌，和/或加压。

14、可选地，将第一溶液和第二溶液混合溶解的溶解方式包括搅拌，和/或加压。

15、可选地，将第一溶液和第二溶液通过混合搅拌方式进行混合溶解中混合搅拌时长大于3小时。

16、可选地，第一温度包括80℃至90℃。

17、可选地，第一时长大于20小时。

18、根据本发明第三方面提供一种铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，采用上述实施例中铝合金表面微弧氧化用电解液制备方法制备的电解液制备，包括以下步骤：

19、将铝合金品进行表面预处理得到预处理品。

20、将预处理品浸泡至电解液中，按照第一要求进行微弧氧化反应得到反应品。

21、将反应品依次用水和乙醇清洗干净并干燥。

22、将干燥后的反应品进行退火得到带涂层的铝合金品。

23、可选地，将干燥后的反应品进行退火得到带涂层的铝合金品的退火条件包括：在200℃至300℃环境中退火2至5小时。

24、可选地，第一要求包括：以预处理品作为阳极，以不锈钢作阴极进行微弧氧化反应，采用恒流模式。

25、可选地，第一要求还包括：正负电流相同且均为1.5a至2.0a，占空比为15％至30％，频率为300hz至800hz，处理时间为20分钟至40分钟。

26、可选地，将铝合金品进行表面预处理得到预处理品，包括：

27、将铝合金品依次用240号、400号、600号和800号粒度的sic砂纸打磨；

28、将打磨后的铝合金品脱脂；

29、将脱脂后的铝合金品用无水乙醇超声清洗并干燥得到预处理品。

30、可选地，将打磨后的铝合金品脱脂方式包括采用丙酮脱脂。

31、可选地，将脱脂后的铝合金品用无水乙醇清洗条件包括：清洗温度为10℃至25℃，处理时间为5分钟至10分钟。

32、本公开实施例提供的一种铝合金表面微弧氧化用电解液及其制备方法、微弧氧化涂层的制备方法，可以实现以下技术效果：

33、本公开实施例的一种铝合金表面微弧氧化用电解液，通过加入一定浓度的硅酸钠和一定浓度的偏钒酸铵，能够得到纯黑色的微弧氧化涂层，并使涂层不易脱落。

34、本公开实施例提供的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，能够使电解液中原料充分溶解，混合均匀并达到稳定，减少制作微弧氧化涂层制作杂质。

35、微弧氧化涂层的制备方法，通过采用合适浓度的原料，配合原料制备方法及微弧氧化涂层制备方法，能够得到黑色氧化涂层且能够大幅度提升氧化涂层的硬度和半球发射率。

36、以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

技术特征：

1.一种铝合金表面微弧氧化用电解液，其特征在于，包括以下组分:

2.根据权利要求1所述的铝合金表面微弧氧化用电解液，其特征在于，包括以下组分:

3.一种铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1或2所述的铝合金表面微弧氧化用电解液，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，将第一溶液冷却至室温，包括：

7.根据权利要求3所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

8.根据权利要求3所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

10.根据权利要求3至9中任一项所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

11.根据权利要求3至9中任一项所述的铝合金表面微弧氧化用电解液的制备方法，其特征在于，

12.一种铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，采用如权利要求3至11中任一项所述的铝合金表面微弧氧化用电解液制备的电解液制备获得，包括以下步骤：

13.根据权利要求12所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，将干燥后的反应品进行退火得到带涂层的铝合金品的退火条件包括：

14.根据权利要求12所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，第一要求包括：

15.根据权利要求12所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，第一要求还包括：

16.根据权利要求12所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，将铝合金品进行表面预处理得到预处理品，包括：

17.根据权利要求16所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，

18.根据权利要求16所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，将铝合金品打磨至表面平滑，包括：

19.根据权利要求16所述的铝合金表面微弧氧化涂层的制备方法，其特征在于，将脱脂后的铝合金品用无水乙醇清洗条件包括：

技术总结本申请涉及金属表面处理技术领域，公开一种铝合金表面微弧氧化用电解液、制备方法及涂层制备方法。铝合金表面微弧氧化用电解液包括：硅酸钠，柠檬酸钠，三乙醇胺，钨酸钠，偏钒酸铵和氢氧化钠。本申请通过调整电解液成分并结合合适的电参数制备得到黑色高硬度高发射率的微弧氧化涂层。技术研发人员：陈先银,李涛,朱雨受保护的技术使用者：滨州魏桥国科高等技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/5