一種提高鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鎂合金表面處理技術領域，涉及一種通過在電解液中添加石墨烯和納米稀土氧化物粒子在鎂合金表面制備石墨稀及納米稀土氧化物粒子復合改性陽極氧化膜層耐蝕性能的方法。
【背景技術】
[0002]鎂合金是最輕的結構金屬材料，具有抗震力強，剛性好，可鑄可焊，電磁屏蔽性優良，導電導熱能力強，長期使用不易變形，易回收等優點，廣泛應用于汽車、電子、航空航天、軍事等工業領域。但是鎂合金化學活性高，耐蝕性較差，在一定程度上限制了其應用領域，因此，如何增強鎂合金的耐蝕性是擴大鎂合金應用領域的關鍵技術。
[0003]陽極氧化是將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜，金屬氧化物薄膜改變了金屬或合金的表面狀態和性能，從而提高基體的耐蝕性、耐磨性及硬度，保護金屬基體等。該技術具有操作簡單，易于實現，可以處理復雜構件等優點，廣泛應用于鋁合金、鈦合金等制品的表面處理中。
[0004]然而鎂合金的陽極氧化時，不但其自身不能形成有效的致密保護膜，且生成陽極氧化膜層時，大量放電通道使得鎂合金陽極氧化膜呈多孔結構，這種多孔結構使得陽極氧化膜層在腐蝕過程中，與腐蝕介質有較大的接觸面積，不能有效地提供保護機制。因此，如何改善現有陽極氧化工藝，使其適合鎂合金表面處理顯得尤為迫切。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種提高鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能的方法，解決鎂合金陽極氧化膜層在腐蝕過程中與腐蝕介質有較大的接觸面積，不能長久提供保護機制，鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能差的問題。
[0006]本發明所采用的技術方案是，一種提高鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能的方法，具體按照以下步驟進行，
步驟1，鎂合金工件表面前處理；
步驟2，將石墨烯加入乙醇中，超聲處理0.5-3小時，超聲功率100~1000W，得到濃度為5~45mg/L的石墨稀分散液；
步驟3，將納米稀土氧化物粒子加入去離子水中，每升去離子水中加入5~20 ml乙二醇，超聲處理0.5-1.5小時，超聲功率100~1000W，得到濃度為l~15g/L的納米稀土氧化物粒子的懸浮溶液；
步驟4，將步驟3得到的納米稀土氧化物粒子的懸浮溶液加入步驟2得到的石墨烯分散液中，超聲混合0.5-1.0小時，超聲功率300~1000W，得到石墨烯、納米稀土氧化物粒子的混合分散液；
步驟5，向步驟4得到的混合分散液中加入氫氧化鈉和硅酸鈉，加入量為每升混合分散液中加入10~90g的氫氧化鈉，每升混合分散液中加入30~120g的硅酸鈉，并采用去離子水調節，得到納米稀土氧化物粒子、石墨稀、氫氧化鈉、娃酸鈉的混合溶液；
步驟6，將步驟5得到的混合溶液作為陽極氧化電解液，加入陽極氧化槽中，將步驟1得到的鎂合金工件作為陽極，在電壓30~90V，時間60~1800s，溫度20~70°C的條件下，進行陽極氧化處理，得到石墨烯及納米稀土氧化物粒子復合改性的鎂合金陽極氧化膜層。
[0007]本發明的特征還在于，進一步的所述步驟1中鎂合金工件表面前處理，具體步驟為，
a.打磨拋光:分別采用600#、1000#、1500#、2000#砂紙對鎂合金工件進行打磨并拋光;
b.脫脂:將鎂合金工件置于丙酮溶液中超聲處理20~40分鐘；
c.離子水浸泡:將經過脫脂處理的鎂合金工件在去離子水中浸泡10~30分鐘，熱風吹干備用。
[0008]進一步的，所述步驟1中的鎂合金為AZ31鎂合金。
[0009]進一步的，所述步驟3中的納米稀土氧化物粒子為納米氧化鋪、納米氧化乾、納米氧化釹中的一種。
[0010]本發明的有益效果是解決了鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能差的問題，通過本發明在鎂合金表層制備石墨烯及納米稀土氧化物粒子復合改性陽極氧化膜層，該膜層耐蝕性能優異。
【附圖說明】
[0011]圖1是實施例1中添加石墨烯及納米稀土氧化物粒子前后鎂合金陽極氧化膜層的極化曲線圖。
[0012]圖2是實施例2中添加石墨烯及納米稀土氧化物粒子前后鎂合金陽極氧化膜層的極化曲線圖。
[0013]圖3是實施例3中添加石墨烯及納米稀土氧化物粒子前后鎂合金陽極氧化膜層的極化曲線圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0015]本發明一種提高鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能的方法，通過在鎂合金陽極氧化電解液中添加石墨稀及納米稀土氧化物粒子，從而在鎂合金表層制備石墨稀及納米稀土氧化物粒子復合改性陽極氧化膜層，提高鎂合金陽極氧化膜層的耐蝕性能。
[0016]實施例1，
步驟1，AZ31鎂合金工件表面前處理，
a.打磨拋光:分別采用600#、1000#、1500#、2000#砂紙對鎂合金工件進行打磨并拋光;
b.脫脂:將鎂合金工件置于丙酮溶液中超聲處理20分鐘；
c.離子水浸泡:將經過脫脂處理的鎂合金工件在去離子水中浸泡30分鐘，熱風吹干備用；
步驟2，將石墨烯加入乙醇中，超聲處理0.5小時，超聲功率100W，得到濃度為5mg/L的石墨烯分散液；
步驟3，將納米氧化鈰加入去離子水中，每升去離子水中加入5 ml乙二醇，超聲處理
0.5小時，超聲功率100W，得到濃度為lg/L的納米氧化鈰粒子的懸浮溶液；
步驟4，將步驟3得到的納米氧化鈰粒子的懸浮溶液加入步驟2得到的石墨烯分散液中，超聲混合0.5小時，超聲功率300W，得到石墨烯、納米氧化鈰粒子的混合分散液；
步驟5，向步驟4得到的混合分散液中加入氫氧化鈉和硅酸鈉，加入量為每升混合分散液中加入10g的氫氧化鈉，每升混合分散液中加入30g的硅酸鈉，并采用去離子水調節，得到納米氧化鈰、石墨烯、氫氧化鈉、硅酸鈉的混合溶液；
步驟6，將步驟5得到的混合溶液作為陽極氧化電解液，加入陽極氧化槽中，將步驟1得到的鎂合金工件作為陽極，在電壓30V，時間60s，溫度20°C的條件下，進行陽極氧化處理，得到石墨烯及納米氧化鈰粒子復合改性的鎂合金陽極氧化膜層。
[0017]如圖1，是實施例1前后鎂合金陽極氧化膜層的極化曲線圖。經塔菲爾擬合可知，經過實施例1的步驟1~步驟6的處理，AZ31鎂合金中的腐蝕電位由-1.54V提高至-1.19V，腐蝕電流密度由4.376X 10 4A ?0112降低至2.568\10 6A._ 2，降低了兩個數量級，明顯提高了鎂合金的耐蝕性，解決了鎂合金陽極氧化膜層在腐蝕過程中與腐蝕介質有較大的接觸面積，不能長久提供保護機制，鎂合金陽極氧化膜層耐蝕性能差的問題。
[0018]實施例2，
步驟1，AZ31鎂合金工件表面前處理，
a.打磨拋光:分別采用600#、1000#、1500#、2000#砂紙對鎂合金工件進行打磨并拋光;
b.脫脂:將鎂合金工件置于丙酮溶液中超聲處理40分鐘；
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