在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的方法
【技術領域】
[0002] 本發明涉及材料表面處理技術領域，尤其涉及一種在鎂合金表面通過微弧氧化工 藝制備低吸收高發射熱控涂層的方法及該發射熱控涂層。
【背景技術】
[0003] 熱控系統為航天器的主要系統之一，航天器一般采取等溫化熱控設計方案，以被 動控制方法為主，輔以局部的主動控制措施。熱控涂層為被動溫度控制設計中主要的措施 之一，即將熱控涂層加涂在航天器內、外表面(包括儀器內、外表面）以調節吸收和輻射的熱 流，實現溫度控制。
[0004] 在航天器中，很多結構件、儀器結構等選用鎂合金為加工原材料，由于微弧氧化膜 層具有化學穩定高，耐蝕性好以及良好的耐磨性能，在航天領域得到了廣泛應用。鎂合金微 弧氧化膜層屬電化學轉化膜層，是鎂合金表面處理技術中一種常用的方法。通常，在鎂合金 表面制備微弧氧化膜層時用來提高鎂合金的耐蝕性、耐磨性，或者作為一種表面強化手段 提高鎂合金的粘結性能以及與有機涂層的附著力。但是，現有工藝制造的涂層膜層不均勻 和不致密，與基體結合力不好，耐蝕性差。
【發明內容】
[0005] 本發明解決的問題是現有工藝制造的涂層膜層不均勻和不致密，與基體結合力不 好，耐蝕性差的問題。
[0006] 為解決上述問題，本發明提供一種在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高 發射熱控涂層的方法，在熱控微弧氧化步驟中：電解液由以下成分組成：硅酸鈉 l〇_15g/L， 氫氧化鉀2-5g/L,氟化鈉 0. 5-2g/L,氟錯酸鉀1-5 g/L,酒石酸鉀l-10g/L;工藝參數如 下：電流密度 4-6A/dm2,頻率 400-600HZ，占空比 30-50%，時間 60-90min，溫度 10-30°C。
[0007] 作為進一步方案，所述方法還包括有機溶劑除油步驟，在該步驟中，采用航空汽油 進行除油。使用航空汽油除油能去除零件表面的大部分油污，且除油速度快，操作簡單。
[0008] 作為進一步方案，在有機溶劑除油后，還包括化學除油步驟，該步驟的工藝條件如 下： 化學除油是應用最廣的除油方法，它的優點是成本低，除油效果明顯。該配方能快速高 效的將零件表面的油污完全去除干凈，得到一個清潔的表面。
[0009] 作為進一步方案，所述方法在熱控微弧氧化步驟后還包括干燥步驟，在干燥步驟 的工藝條件如下：在干燥箱中進行干燥處理，操作條件：溫度：85±5°C、時間：30 min。通過 一定時間下的干燥處理，可以完全去除膜層表面殘存的少量液體，保證膜層美觀、清潔，同 時也可避免因膜層內部溶液的存在而導致的膜層發生腐蝕。
[0010] 與現有技術相比，本發明具有以下優點： 本發明在熱控微弧氧化步驟中采用如下工藝條件：電解液由以下成分組成：硅酸鈉 l〇_15g/L，氫氧化鉀2-5g/L，氟化鈉0. 5-2g/L，氟鋯酸鉀1-5 g/L，酒石酸鉀l-10g/L ; 工藝參數如下：電流密度4-6A/dm2,頻率400-600Hz，占空比30-50%，時間60-90min，溫度 10-30°C，通過這些條件可以得到發射率（ε H)不低于0. 86,太陽吸收率（a s)不大于0. 35 的低吸收高發射熱控涂層，所以，該工藝制備的膜層均勻致密，與基體結合力好，同時具有 良好的耐蝕性。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的方 法的流程圖。
【具體實施方式】
[0012] 為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例 并配合附圖予以詳細說明。
[0013] 請參閱圖1，本發明在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層 的方法包括如下步驟： 氧化前檢查一有機溶劑除油一化學除油一熱水洗一純水洗一微弧氧化一冷水洗一純 水洗一干燥一包裝。
[0014] 上述工藝步驟具體詳述如下： 1、有機溶劑除油：采用航空汽油進行除油，自然涼干后轉下道工序。
[0015] 2、化學除油：工藝條件如下： 3、 熱控微弧氧化：具體工藝條件如下： 在鎂合金表面制備熱控微弧氧化膜層，其電解液由以下成分組成：娃酸鈉 l〇-15g/L， 氫氧化鉀2-5g/L,氟化鈉0. 5-2g/L,氟錯酸鉀1-5 g/L,酒石酸鉀l-10g/L。
[0016] 工藝參數如下：電流密度4-6A/dm2,頻率400-600Hz，占空比30-50%，時間 60-90min，溫度 10-30°C 4、 干燥：在干燥箱中進行干燥處理，操作條件：溫度：85±5°C、時間：30 min。
[0017] 5、包裝：用棉紙包扎零件并放入專用包裝箱中。
[0018] 綜上所述，本發明在熱控微弧氧化步驟中采用如下工藝條件：電解液由以下成 分組成：娃酸鈉 l〇-15g/L,氫氧化鉀2-5g/L,氟化鈉 0. 5-2g/L,氟錯酸鉀1-5 g/L,酒石 酸鉀l-10g/L ;工藝參數如下：電流密度4-6A/dm2,頻率400-600HZ，占空比30-50%，時間 60-90min，溫度10-30°C，通過這些條件可以得到發射率（εΗ)不低于0. 86,太陽吸收率 (ct s)不大于0. 35的低吸收高發射熱控涂層，所以，該工藝制備的膜層均勻致密，與基體結 合力好，同時具有良好的耐蝕性。
【主權項】
1. 在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的方法，其特征是：在 熱控微弧氧化步驟中：電解液由以下成分組成：硅酸鈉 l〇-15g/L，氫氧化鉀2-5g/L，氟化鈉 0. 5-2g/L，氟鋯酸鉀1-5 g/L，酒石酸鉀Ι-lOg/L;工藝參數如下：電流密度4-6A/dm2,頻 率 400-600HZ，占空比 30-50%，時間 60-90min，溫度 10-30°C。2. 如權利要求1所述在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的 方法，其特征是：所述方法還包括有機溶劑除油步驟，在該步驟中，采用航空汽油進行除油。3. 如權利要求1所述在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的 方法，其特征是：在有機溶劑除油后，還包括化學除油步驟，該步驟的工藝條件如下：如權利要求1所述在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的方 法，其特征是：所述方法在熱控微弧氧化步驟后還包括干燥步驟，在干燥步驟的工藝條件如 下：在干燥箱中進行干燥處理，操作條件：溫度：85±5°C、時間：30 min。
【專利摘要】本發明公開在鎂合金表面通過微弧氧化工藝制備低吸收高發射熱控涂層的方法，該方法的工藝流程包括：氧化前檢查→有機溶劑除油→化學除油→熱水洗→純水洗→微弧氧化→冷水洗→純水洗→干燥→包裝，其中，在熱控微弧氧化步驟中：電解液由以下成分組成：硅酸鈉10-15g/L，氫氧化鉀2-5g/L，氟化鈉0.5-2g/L，氟鋯酸鉀1-5g/L，酒石酸鉀1-10g/L；工藝參數如下：電流密度4-6A/dm2，頻率400-600Hz，占空比30-50%，時間60-90min，溫度10-30℃。由此，可以得到的熱控涂層的發射率不低于0.86，太陽吸收率不大于0.35，均勻致密，與基體結合力好，同時具有良好的耐蝕性。
【IPC分類】C25D11/30
【公開號】CN105442020
【申請號】CN201410480176
【發明人】蘇培博, 鞠鵬飛, 吳超, 翟運飛, 胡玉冰
【申請人】上海航天設備制造總廠
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2014年9月19日