用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液,它是由下述濃度的組分組成:1~30g/L的Na2SiO3,0.5~10g/L的NaOH,0.1~5g/L的Na2WO4,1~20g/L的Na2Al2O4,0.05~2.0g/L的La(NO3)3·6H2O,0.5~10g/L的C10H14N2O8Na2·2H2O,其余為去離子水。本發明通過大量試驗最終發現在常規微弧氧化電解液基礎上增加鋁酸鈉和六水合硝酸鑭能夠進一步降低微弧氧化電源電壓和電源功率的,也即能夠在更低的電源電壓(400V以下)以及更低的電源功率(120kW以下)的情況下氧化得到顯微硬度在2000HV以上的氧化陶瓷層。
【專利說明】
用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液
技術領域
[0001]本發明屬于鋁合金表面陶瓷氧化技術領域,具體涉及一種用于7075鋁合金激光耦 合微等離子體弧氧化的電解液。
【背景技術】
[0002] 7系鋁合金是一種常用的合金,包含有鋅和鎂,比較常見的7系鋁合金中強度最好 的就是7075合金,7075鋁合金具有良好的機械性及陽極反應,廣泛用于航空航天、模具加 工、機械設備、工裝夾具等領域,特別用于制造飛機結構及其他要求強度高、抗腐蝕性能強 的高應力結構體。但是7075鋁合金無法進行焊接,而且它的抗腐蝕性相當差,有應力腐蝕開 裂傾向,需經包鋁或其他保護處理使用。對7075鋁合金進行表面處理,使其不但重量輕、強 度高,而且具有良好的耐腐蝕性,具有現實意義和工業價值。
[0003] 激光耦合微等離子體弧氧化是一種新型的鋁合金表面陶瓷氧化方法,可以進行大 面積的鋁合金表面陶瓷氧化,使鋁合金表面耐磨性和耐腐蝕性大大提高。
[0004] 中國專利文獻CN103103593A公開的鋁、鎂、鈦或其合金的表面陶瓷氧化方法即為 激光耦合微等離子體弧氧化。該文獻采用的電解液為常規微等離子體弧氧化所用的電解 液,其組成為:8g/L硅酸鈉、2g/L氫氧化鈉、lg/L鎢酸鈉、2g/L乙二胺四乙酸二鈉以及水。由 于激光能量的引入,使得激光耦合微等離子體弧氧化能夠在500V左右的電源電壓以及 150KW左右的電源功率的情況下獲得2000HV以上的陶瓷層硬度,明顯低于常規微弧氧化 700V以上的電源電壓以及幾百千瓦的電源功率。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于解決上述問題,提供一種能夠進一步降低微弧氧化電源電壓和 電源功率的用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液。
[0006] 實現本發明上述目的的技術方案是:一種用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧 氧化的電解液,它是由下述濃度的組分組成:1~30g/L的硅酸鈉 Na2Si〇3,0.5~10g/L的氫氧 化鈉 Na0H,0.1~5g/L的鎢酸鈉 Na2W〇4,l~20g/L的鋁酸鈉 Na2Al2〇4,〇.〇5~2.0g/L的六水合 硝酸鑭La(N03)3 · 6Η2〇,0·5~10g/L的乙二胺四乙酸二鈉&.4他〇8似2 · 2出0,其余為去離子 水。
[0007] 作為進一步優選,上述電解液由下述濃度的組分組成:5~15g/L的硅酸鈉 Na2Si03, 1~5g/L的氫氧化鈉 Na0H,0.5~2.5g/L的鎢酸鈉 Na2W〇4,5~10g/L的鋁酸鈉 Na2Al2〇4,〇.l~ l.〇g/L的六水合硝酸鑭La(N03)3 · 6Η2〇,1~5g/L的乙二胺四乙酸二鈉 CKjHwNsOsNa〗· 2出0, 其余為去離子水。
[0008] 作為更進一步優選,上述電解液由下述濃度的組分組成:10~12g/L的硅酸鈉 Na2Si03,3~4g/L的氫氧化鈉 Na0H,1.0~1.5g/L的鎢酸鈉 Na2W〇4,6~7g/L的鋁酸鈉 恥2厶12〇4,〇.3~0.58/1的六水合硝酸鑭1^(腸3)3.6!12〇,2~38/^的乙二胺四乙酸二鈉 Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H2〇,其余為去尚子水。
[0009] 本發明具有的積極效果:本發明通過大量試驗最終發現在常規微弧氧化電解液基 礎上增加鋁酸鈉和六水合硝酸鑭能夠進一步降低微弧氧化電源電壓和電源功率的,也即本 發明的電解液能夠在更低的電源電壓(400V以下)以及更低的電源功率(120kW以下)的情況 下氧化得到顯微硬度在2000HV以上的氧化陶瓷層。
【具體實施方式】
[0010] (實施例1) 本實施例的電解液組成如下:12g的硅酸鈉 Na2Si〇3,4g的氫氧化鈉 NaOH,1.2g的鎢酸鈉 Na2W〇4,6·5g的鋁酸鈉 Na2Al2〇4,0·4g的六水合硝酸鑭La(N03)3 · 6H20,2·5g的乙二胺四乙酸 二納CioHi4N2〇8Na2 · 2H2〇,去尚子水補足至1L。
[0011] (實施例2~實施例5) 各實施例的電解液與實施例1基本相同,不同之處見表1。
[0012] 表1
[0013](對比例1~對比例2)
各對比例的電解液與實施例1基本相同,不同之處見表2。
[0014] 表2
[0015] (應用例) 分別將實施例1~3的電解液以及對比例1~2的電解液用于7075鋁合金激光耦合微等 離子體弧氧化中,具體工藝參數與中國專利文獻CN103103593A基本相同,不同之處見表3。 [0016]對激光耦合微等離子體弧氧化后的7075鋁合金表面陶瓷層顯微硬度進行測試,結 果仍見表3。
[0017]表3
【主權項】
1. 一種用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液,其特征在于由下述濃度 的組分組成:1~30g/L的Na 2Si03,0.5~10g/L的Na0H,0.1~5g/L的Na2W〇4,l~20g/L的 Na2Al2〇4,0.05~2.0g/L的La(N03)3 · 6Η20,0·5~10g/L的Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H20,其余為去離子 水。2. 根據權利要求1所述的用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液,其特 征在于由下述濃度的組分組成:5~15g/L的Na2Si〇3,1~5g/L的Na0H,0.5~2.5g/L的 Na2W〇4,5~lOg/Ι的Na2Al2〇4,0.1~1.0g/L的La(N0 3)3 · 6H20,1~5g/L的Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H20,其余為去離子水。3. 根據權利要求2所述的用于7075鋁合金激光耦合微等離子體弧氧化的電解液,其特 征在于由下述濃度的組分組成:10~12g/L的Na2Si〇3,3~4g/L的NaOH,1.0~1.5g/L的 Na2W〇4,6~7g/L的Na2Al2〇4,0.3~0.5g/L的La(N0 3)3 · 6H20,2~3g/L的Ci〇Hi4N2〇8Na2 · 2H20, 其余為去離子水。
【文檔編號】C25D11/06GK105839163SQ201610347251
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】王輝, 左健民
【申請人】江蘇理工學院