本發明涉及一種用于鎂合金微弧氧化制備黑色陶瓷膜層的電解液，以及利用該電解液處理鎂合金表面獲得黑色陶瓷膜層的方法。
背景技術：
：鎂及其合金由于具有優良的物理性能和力學性能而廣泛應用于冶金、化工、交通運輸、航空航天、3C電子領域。但是鎂合金耐蝕性、耐磨性差和表面硬度低等特點限制了它的進一步使用。微弧氧化技術作為一種改性技術，通過等離子體化學、熱化學和電化學的共同作用，在合金表面原位形成類陶瓷膜層，極大地提高了合金的耐蝕、耐磨性和絕緣性能，具有廣泛的應用前景。近年來鎂合金表面彩色技術在世界上得到廣泛地研究和開發，成為表面科學技術的一個非常活躍的領域。鎂合金的表面著色技術不但能夠提高鎂合金的耐蝕、耐磨性能等，還能改善鎂合金的外觀，同時也能延長鎂及其合金的使用壽命，擴大使用范圍。目前，我國掌握的鎂合金表面著色技術處理過來的膜層色彩過于單一，且往往工藝復雜，技術難度大、生產成本高、實際操作也不易掌握，這些在很大程度上限制了鎂合金的應用。雖然現在微弧氧化技術已經很好的解決了鎂合金表面膜層的耐磨、耐腐蝕以及基體結合力問題，但對于表面彩色膜問題一直沒有得到很好的解決。其中，黑色微弧氧化陶瓷膜因其具有獨特的陶瓷特性和光學性能，在材料的防護和裝飾方面有廣泛地應用前景，受到不少研究者的關注。技術實現要素：為解決上述問題，本發明提供了一種用于鎂合金微弧氧化制備黑色陶瓷膜層的電解液，以及利用該電解液處理鎂合金表面獲得黑色陶瓷膜層的方法。為達到發明目的，本發明所采用的技術方案是：配置電解液，并加入到微弧氧化電解槽中，在制備過程中用攪拌器對槽液進行攪拌，使電解液分布更加均勻。所述電解液為六偏磷酸鈉、氟化鉀、氫氧化鉀、偏釩酸銨及鎢酸鈉的水溶液，電解液組成如下：六偏磷酸鈉5-20g/L氟化鉀1-8g/L氫氧化鉀1-8g/L偏釩酸銨1-8g/L鎢酸鈉2-10g/L溶劑為去離子水。優選的，電解液組成如下：六偏磷酸鈉10g/L氟化鉀2g/L氫氧化鉀3g/L偏釩酸銨2g/L鎢酸鈉4g/L溶劑為去離子水。本發明還涉及利用前述電解液對鎂合金進行表面處理的方法，所述方法包括：采用直流脈沖微弧氧化裝置對鎂合金表面進行微弧氧化，將鎂合金作陽極浸在電解液中，帶冷卻系統的不銹鋼容器作為陰極，控制電流密度為5-15A/dm2，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為8-15min，得到表面包覆陶瓷膜層的鎂合金。優選的，所述方法如下：電解液組成為：六偏磷酸鈉10g/L，氟化鉀2g/L，氫氧化鉀3g/L，偏釩酸銨2g/L，鎢酸鈉4g/L，溶劑為去離子水；采用20kW直流脈沖微弧氧化裝置對鎂合金表面進行微弧氧化，將鎂合金作陽極浸在電解液中，帶冷卻系統的不銹鋼容器作為陰極，控制電流密度為5-15A/dm2左右，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為8-15min左右，得到表面包覆陶瓷膜層的鎂合金。所述鎂合金為AZ31、AZ91D等常用鎂合金。本發明的有益效果為：（1）所述陶瓷膜層表面較光滑，顏色均勻、黑亮；（2）所獲得膜層表面均勻平整，與基體結合能力好；（3）本發明微弧氧化時間較短，成本較低，利于工業化生產。具體實施方式下面結合具體方式對本發明進行進一步描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護范圍。實施例1：原料配制：六偏磷酸鈉20g，氟化鉀4g，氫氧化鉀6g，偏釩酸銨8g，鎢酸鈉4g，去離子水2L，AZ31鎂合金基體。材料制備：按上述組成，將六偏磷酸鈉、氟化鉀、氫氧化鉀、偏釩酸銨和鎢酸鈉加入去離子水中配成電解液，加入到微弧氧化電解槽中，并對其進行攪拌。采用20kW直流脈沖微弧氧化裝置對鎂合金表面進行微弧氧化，工藝流程為：砂紙打磨、除油、去離子水、漂洗、微弧氧化、自來水漂洗、自然干燥，電解液為分析純的水溶液，試樣作陽極浸在電解液中，帶冷卻系統的不銹鋼容器作為陰極，控制電流密度為5A/dm2，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為15min，得到表面光滑的黑色陶瓷膜層。實施例2：原料配制：六偏磷酸鈉10g，氟化鉀6g，氫氧化鉀16g，偏釩酸銨9g，鎢酸鈉9g，去離子水2L，AZ31鎂合金基體。材料制備：按上述組成，將六偏磷酸鈉、氟化鉀、氫氧化鉀、偏釩酸銨和鎢酸鈉加入去離子水中配成電解液，加入到微弧氧化電解槽中，并對其進行攪拌。采用20kW直流脈沖微弧氧化裝置對鎂合金表面進行微弧氧化，工藝流程為：砂紙打磨、除油、去離子水、漂洗、微弧氧化、自來水漂洗、自然干燥，電解液為分析純的水溶液，試樣作陽極浸在電解液中，帶冷卻系統的不銹鋼容器作為陰極，控制電流密度為8A/dm2，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為10min，得到表面光滑的黑色陶瓷膜層。實施例3：原料配制：六偏磷酸鈉30g，氟化鉀4g，氫氧化鉀6g，偏釩酸銨9g，鎢酸鈉8g，去離子水2L，AZ31鎂合金基體。材料制備：按上述組成，將六偏磷酸鈉、氟化鉀、氫氧化鉀、偏釩酸銨和鎢酸鈉加入去離子水中配成電解液，加入到微弧氧化電解槽中，并對其進行攪拌。采用20kW直流脈沖微弧氧化裝置對鎂合金表面進行微弧氧化，工藝流程為：砂紙打磨、除油、去離子水、漂洗、微弧氧化、自來水漂洗、自然干燥，電解液為分析純的水溶液，試樣作陽極浸在電解液中，帶冷卻系統的不銹鋼容器作為陰極，控制電流密度為15A/dm2，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為8min，得到表面光滑的黑色陶瓷膜層。實施例4：原料配制：六偏磷酸鈉40g，氟化鉀16g，氫氧化鉀6g，偏釩酸銨4g，鎢酸鈉15g，去離子水2L，AZ31鎂合金基體。材料制備：按上述組成，將六偏磷酸鈉、氟化鉀、氫氧化鉀、偏釩酸銨和鎢酸鈉加入去離子水中配成電解液，加入到微弧氧化電解槽中，并對其進行攪拌。采用20kW直流脈沖微弧氧化裝置對鎂合金表面進行微弧氧化，工藝流程為：砂紙打磨、除油、去離子水、漂洗、微弧氧化、自來水漂洗、自然干燥，電解液為分析純的水溶液，試樣作陽極浸在電解液中，帶冷卻系統的不銹鋼容器作為陰極，控制電流密度為10A/dm2，不斷攪拌下恒流微弧氧化時間為10min，得到表面光滑的黑色陶瓷膜層。采用HMV-IT顯微硬度計測試試樣的顯微硬度，表1為實施例1-4制備的樣品不同點處的顯微硬度值：表1實施例顯微硬度（HV）1595,638,656,6222636,628,615,6363635,588,668,5944625,608,636,652由表1可知，本發明方法獲得的陶瓷涂層顯微硬度值變化較小，均分布在580至680之間，分布均勻。當前第1頁1 2 3