專利名稱：一種微弧氧化膜摻雜金屬氧化物的制備技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微弧氧化膜摻雜金屬氧化物的制備技術，適用于在鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金表面制備含有摻雜氧化鎢、氧化鑰、氧化釩三種氧化物中一種或多種氧化物的微弧氧化膜。
背景技術：
微弧氧化技術自上世紀九十年代初期引進我國，2000年開始成為研究熱點以來，目前基本工藝技術發展已非常成熟。國內已申請眾多有關微弧氧化工藝、微弧氧化電源、微弧氧化裝置的專利。當前研究添加劑對微弧氧化膜性能的影響機制，實現對微弧氧化膜摻雜改性，提高微弧氧化膜的性能是一個研究熱點。添加劑分為可溶和不可溶添加劑兩大類，目前主要集中在研究可溶性添加劑。可溶性添加劑中有關鎢酸鈉、鑰酸鈉、偏釩酸銨、偏鋁酸鈉等可溶性添加物對微弧氧化膜摻雜改性，提高微弧氧化膜的性能已進行了研究報道。不可溶添加劑中有關石墨、SiC添加劑對微弧氧化膜摻雜改性，提高微弧氧化膜的性能已進行了研究報道。但是有關在微弧氧化溶液中直接添加鎢、鑰、釩金屬粉中的一種或多種粉末在鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等閥金屬表面制備摻雜有氧化鎢、氧化鑰、氧化釩三種氧化物中一種或多種氧化物的微弧氧化膜的研究未見相關報道。
發明內容
本發明的目的在于提供一種微弧氧化膜摻雜金屬氧化物的制備技術，該技術原理可靠，直接在普通微弧氧化溶液中添加鎢、鑰、釩金屬粉的一種或多種粉末，采用普通微弧氧化技術即可在鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金表面制備摻雜有氧化鎢、氧化鑰、氧化釩三種氧化物中一種或多種氧化物的微弧氧化膜。為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。一種微弧氧化膜摻雜金屬氧化物的制備技術，采用普通直流或交流微弧氧化電源，將鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金工件連接在電源的陽極，陰極采用普通的鉛板或不銹鋼板。氧化溶液溫度控制在25-40°C，將工件和陰極一起完全放入微弧氧化溶液中，然后在微弧氧化溶液中加入經過活化工藝處理的鎢、鑰、釩金屬粉末或其混合物，采用可調速機械攪拌來保證鎢、鑰、釩金屬粉末均勻分散、氧化液溫度均勻。在適當的電流密度下，機械攪拌使溶液中的鎢、鑰、釩中一種或多種金屬粉末到達氧化工件的表面，金屬粉末通過微弧氧化時氧化面的電弧重熔作用與工件表面水電解產生的氧離子結合，在鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金表面形成摻雜有氧化鎢、氧化鑰、氧化釩三種氧化物中一種或多種氧化物的微弧氧化膜。所述微弧氧化溶液為微弧氧化領域通用的磷酸鹽溶液、硅酸鹽溶液、鋁酸鹽溶液、碳酸鹽溶液、氫氧化鈉溶液或上述溶液的混合體系。所述適當 的電流密度，電流密度為5-100A/dm2。所述活化工藝處理為先將鎢、鑰、釩金屬粉用無水酒精清洗，晾干后在溫度65-95°C、氫氧化鈉濃度為5-45g/L的溶液中處理2_30分鐘，取出備用。所述鎢、鑰、釩金屬粉末的粒度及配比為:鎢粉粒度0.5-5 μ m，添加量 15_300g/L，鑰粉粒度 1-10 μ m，添加量 10_300g/L，釩粉粒度5-20 μ m,添加量 5_300g/L。所述可調速機械攪拌為10-2000rpm可調，根據粉末粒度大小調整轉速。本發明適用于鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金表面制備摻雜氧化鎢、氧化鑰、氧化釩三種氧化物中一種或多種氧化物的微弧氧化膜，相比于普通微弧氧化技術所制備的微弧氧化膜，該技術所制備的微弧氧化膜表面疏松層致密度、硬度提高，不需拋光微弧氧化膜表面的疏松層即可直接使用。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步的說明，本發明所涉及的范圍并非僅限于這五個實施例。實施例1選取一表面積為Idm2招合金,制備20 μ m厚的摻雜氧化鶴的微弧氧化膜。米用IOL去離子水配制好磷酸鹽溶液，氧化時加入粒度為I μ m，添加量為60g/L的鎢粉，活化工藝為溫度65°C、氫氧化鈉濃度45g/L，時間30分鐘。采用普通直流氧化電源，電流密度為5A/dm2，攪拌速度為900rpm。實施例2選取一表面積為Idm2鎂合金,制備10 μ m厚的摻雜氧化鑰的微弧氧化膜。米用IOL去離子水配制好的硅酸鹽溶液，氧化時加入粒度為2 μ m，添加量為80g/L的鑰粉，活化工藝為溫度75°C、氫氧化鈉濃度20g/L，時間25分鐘。采用普通直流氧化電源，電流密度為30A/dm2,攪拌速度為800rpm。實施例3選取一表面積為Idm2鈦合金,制備15 μ m厚的摻雜氧化f凡的微弧氧化膜。米用IOL去離子水配制好的鋁酸鹽溶液，氧化時加入粒度為5 μ m，添加量為30g/L的釩粉，活化工藝為溫度95°C、氫氧化鈉濃度5g/L，時間20分鐘。采用普通交流氧化電源，電流密度為40A/dm2,攪拌速度為300rpm。實施例4選取一表面積為Idm2錯合金,制備15 μ m厚的摻雜氧化鶴、氧化鑰的微弧氧化膜。采用IOL去離子水配制好的碳酸鹽溶液，氧化時加入粒度為2 μ m、添加量為15g/L鎢粉，粒度為5 μ m、添加量為25g/L鑰粉，活化工藝為溫度85°C、氫氧化鈉濃度15g/L、時間10分鐘。采用普通直流氧化電源，電流密度為50A/dm2，攪拌速度為600rpm。實施例5選取一表面積為 Idm2鈮合金，制備5 μ m厚的摻雜氧化鎢、氧化釩的微弧氧化膜。采用IOL去離子水配制好的氫氧化鈉溶液，氧化時加入粒度為5 μ m、添加量為50g/L鎢粉，粒度為10 μ m、添加量為20g/L的釩粉，活化工藝為溫度80°C、氫氧化鈉濃度20g/L、時間15分鐘。采用普通直流氧化電源，電流密度為ΙΟΑ/dm2，攪拌速度為700rpm。
權利要求
1.一種微弧氧化膜摻雜金屬氧化物的制備技術，其特征在于，采用普通直流或交流微弧氧化電源，將鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金工件連接在電源的陽極，陰極采用普通的鉛板或不銹鋼板，將工件和陰極一起完全放入微弧氧化溶液中，所述氧化溶液溫度控制在25-40°C,然后在氧化溶液中加入經過活化工藝處理的鎢、鑰、釩金屬粉末或其混合物,并使其均勻分散；在5-100A/dm2的電流密度下，機械攪拌使溶液中的鎢、鑰、釩中一種或多種金屬粉末到達氧化工件的表面，金屬粉末通過微弧氧化時氧化面的電弧重熔作用與工件表面水電解產生的氧離子結合，在鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金表面形成摻雜有氧化鎢、氧化鑰、氧化釩三種氧化物中一種或多種的微弧氧化膜。
2.如權利要求1所述的制備技術，其特征在于，所述微弧氧化溶液為磷酸鹽溶液、硅酸鹽溶液、招酸鹽溶液、碳酸鹽溶液、氫氧化鈉溶液或上述溶液的混合體系。
3.如權利要求1所述的制備技術，其特征在于，所述活化工藝處理為:將鎢、鑰、釩金屬粉用無水酒精清洗，晾干后在溫度65-95°C、氫氧化鈉濃度為5-45g/L的溶液中處理2_30分鐘。
4.如權利要求1所述的制備技術，其特征在于，所述鎢、鑰、釩金屬粉末的粒度及配比為: 鎢粉，粒度0.5-5 μ m，添加量15-300g/L， 鑰粉，粒度1-10 μ m,添加量10-300g/L， 釩粉，粒度5-20 μ m,添加量5-300g/L。
全文摘要
本發明涉及一種微弧氧化膜摻雜金屬氧化物的制備技術，采用普通直流或交流微弧氧化電源，將鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金工件連接在電源的陽極，陰極采用普通的鉛板或不銹鋼板，將工件和陰極一起完全放入微弧氧化溶液中，在氧化溶液中加入經過活化工藝處理的鎢、鉬、釩金屬粉末或其混合物，在5-100A/dm2的電流密度下，機械攪拌使溶液中的鎢、鉬、釩中一種或多種金屬粉末到達氧化工件的表面，在鋁、鎂、鈦、鋯、鈮等金屬及其合金表面形成摻雜有氧化鎢、氧化鉬、氧化釩三種氧化物中一種或多種的微弧氧化膜。本發明制備的微弧氧化膜表面疏松層致密度、硬度提高，不需拋光微弧氧化膜表面的疏松層即可直接使用。
文檔編號C25D11/02GK103233257SQ20131010349
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者王平, 郭小陽, 程小偉, 李早元, 李明, 張春梅, 楊丹 申請人:西南石油大學