一种酒石酸钠阳极氧化液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及了一种酒石酸钠阳极氧化液及其制备方法和应用，用于钛合金表面阳极氧化处理。其目的在于提供一种无酸无氟的阳极氧化液，改进目前钛合金阳极氧化工艺中，普遍采用氢氟酸含氟化物有毒物质的缺点。阳极氧化液由酒石酸钠、光亮剂和去离子水组成的混合溶液。本发明专利技术的阳极氧化液，用于钛合金阳极氧化处理过程，通过控制阳极氧化液的浓度、电压和时间，得到了色泽光亮均匀，耐蚀性好阳极氧化膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种酒石酸钠阳极氧化液及其制备方法和应用，特别是涉及一种无氟绿色环保型的、酒石酸钠钛合金阳极氧化液，属于钛及钛合金金属表面处理

技术介绍
钛是地壳中储量十分丰富的元素，居于第四位。其密度小，比强度很高，耐热耐蚀性好，是很好的热强合金材料，钛的线膨胀系数很小，在加热和冷却时产生的热应力较小，且机械性能与力学性能好，可加工性强等特点，是一种优良的结构材料，因此在航天航空、化工、冶金、仪器仪表等领域都得到了广泛的应用。但钛及钛合金还存在一些固有缺陷，如硬度低、强度不高，钛的导热性差，摩擦因数大，其切削、磨削加工性能和耐磨性能较差。为了进一步提高钛及钛合金的使用性能和工艺性能，需要对钛及钛合金材料进行表面处理和改性。阳极氧化可以在钛及钛合金表面生成几至十几微米的钛氧化物膜层，该氧化膜层主要是致密的二氧化钛。该膜层与基体结合强度好，能提高钛及钛合金耐磨性和耐腐蚀性。因此加强对钛及钛合金的表面处理，有利于改善其表面观和组织性能，新型环保的阳极氧化液的开发有助于钛及钛合金的广泛应用。目前在钛及钛合金的阳极氧化上大都采用强酸氢氟酸体系，如现有的阳极氧化工艺的行业标准（HB/Z347-2002）中所采用的溶液中均含有氢氟酸。而氢氟酸是剧毒物质，极易挥发，被人体吸入后将会造成一定伤害，余永水等采用含酒石酸钠的阳极氧化成成膜剂，但其成分较为复杂，对形成的氧化膜有较大的影响。因此开发一种成分相对简单且无酸无氟环保型阳极氧化技术具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于一种酒石酸钠阳极氧化液，所述阳极氧化液由酒石酸钠、甲基磺酸、去离子水制备得到，其中，酒石酸钠的加入量为1～50g/L，甲基磺酸1～3mL/L。本专利技术的另一目的在于提供所述酒石酸钠阳极氧化液的制备方法：将酒石酸钠粉末放入去离子水中，将溶液加热至50～70℃，搅拌使酒石酸钠完全溶解，然后，将甲基磺酸加入到溶液中，在50～70℃再搅拌5～10分钟，溶液自然冷却至室温即得到酒石酸钠阳极氧化液。本专利技术所述酒石酸钠阳极氧化液用于钛合金表面阳极氧化过程，可在钛表面获得耐蚀性能好的阳极氧化膜，具体包括以下步骤：（1）将钛合金表面进行去污处理后，采用机械研磨进行表面处理；（2）将经过处理后的合金试样作为阴极，石墨板作为阳极，置于酒石酸钠阳极氧化液中，接通直流电源进行阳极氧化，取出试样，清洗干燥后在钛合金表面形成TiO2氧化膜。优选的，本专利技术步骤（2）中阴极和阳极之间的距离为10~30 cm。优选的，本专利技术所述阳极氧化过程中电压为5~30伏，时间为10~30分钟。优选的，本专利技术所述干燥过程的条件100~150℃，保温1~2小时。本专利技术的有益效果：提供了一种无酸无氟的阳极氧化液，改进了目前钛合金阳极氧化工艺中，普遍采用氢氟酸含氟化物有毒物质的缺点。同时，克服了目前常用的阳极氧化用溶液成分较为复杂的缺点，使阳极氧化工艺更为简单、工艺容易控制、阳极氧化质量的稳定等。本专利技术提供了一种成分简单、无酸无氟的环保型阳极氧化液。附图说明图1为实施例1~3中所述酒石酸钠溶液阳极氧化处理后TA1试样的表面形貌图；图2为不同酒石酸钠浓度下氧化膜的阻抗图。具体实施方式现将围绕本专利技术具体实施例作进一步的说明如下，但本专利技术不限于以下所述范围，基于本专利技术所作的任何变换，均落入本专利技术保护范围。实施例1本实施例所述所述阳极氧化液由酒石酸钠、甲基磺酸、去离子水制备得到，其中，酒石酸钠的加入量为1g/L，甲基磺酸1mL/L。本实施例所述所述阳极氧化液具体配置过程为：室温下，在1L去离子水中加入1 g酒石酸钠，将溶液加热至50℃，采用机械搅拌的方式使酒石酸钠完全溶解，然后，将1毫升甲基磺酸加入到溶液中，在50℃再搅拌5分钟，然后，溶液自然冷却至室温，配置成阳极氧化液。本实施例所述酒石酸钠阳极氧化液用于钛合金表面阳极氧化过程，具体包括以下步骤：（1）室温下，将尺寸10 mm×10 mm×0.2 mm的TA1先后置于无水乙醇溶液中超声波清洗，处理30 min后取出，然后用去离子水清洗备用；将表面清洗脱脂处理后的试样经不同规格的砂纸进行打磨、抛光至镜面。（2）将抛光处理后的TA1试样放入溶液中，以TA1为阳极，石墨板为阴极，阴阳极间距离为10 cm，电压调整为5 V，恒压阳极氧化处理10 min后取出，用去离子水中清洗，然后放入干燥箱中，在100 ℃下保温1 h；取出试样，获得致密均匀的钛阳极氧化膜，如图1（a）所示。实施例2本实施例所述所述阳极氧化液由酒石酸钠、甲基磺酸、去离子水制备得到，其中，酒石酸钠的加入量为15g/L，甲基磺酸2mL/L。本实施例所述所述阳极氧化液具体配置过程为：室温下，在1L去离子水中加入15 g酒石酸钠，将溶液加热至60℃，采用机械搅拌的方式使酒石酸钠完全溶解，然后，将2毫升甲基磺酸加入到溶液中，在60℃再搅拌8分钟，然后，溶液自然冷却至室温，配置成阳极氧化液。本实施例所述酒石酸钠阳极氧化液用于钛合金表面阳极氧化过程，具体包括以下步骤：（1）室温下，将尺寸10 mm×10 mm×0.2 mm的TA1先后置于无水乙醇溶液中超声波清洗，处理30 min后取出，然后用去离子水清洗，将表面清洗脱脂处理后的试样经不同规格的砂纸进行打磨、抛光至镜面。（2）将抛光处理后的TA1试样放入溶液中，以TA1为阳极，石墨板为阴极，阴阳极间距离为20 cm，电压调整为20 V，恒压阳极氧化处理20 min后取出，用去离子水中清洗，然后放入干燥箱中，在120 ℃下保温1.5 h；取出试样，获得致密均匀的钛阳极氧化膜，如图1（b）所示。实施例3本实施例所述所述阳极氧化液由酒石酸钠、甲基磺酸、去离子水制备得到，其中，酒石酸钠的加入量为50g/L，甲基磺酸3mL/L。本实施例所述所述阳极氧化液具体配置过程为：室温下，在1L去离子水中加入50 g酒石酸钠，将溶液加热至70℃，采用机械搅拌的方式使酒石酸钠完全溶解，然后，将3毫升甲基磺酸加入到溶液中，在70℃再搅拌10分钟，然后，溶液自然冷却至室温，配置成阳极氧化液。本实施例所述酒石酸钠阳极氧化液用于钛合金表面阳极氧化过程，具体包括以下步骤：（1）室温下，将尺寸10 mm×10 mm×0.2 mm的TA1先后置于无水乙醇溶液中超声波清洗，处理30 min后取出，然后用去离子水清洗备用；将表面清洗脱脂处理后的试样经不同规格的砂纸进行打磨、抛光至镜面。（2）将抛光处理后的TA1试样放入溶液中，以TA1为阳极，石墨板为阴极，阴阳极间距离为30 cm，电压调整为30 V，恒压阳极氧化处理30 min后取出，用去离子水中清洗，然后放入干燥箱中，在150 ℃下保温2 h；取出试样，获得致密均匀的钛阳极氧化膜，如图1（c）所示。本专利技术实施例1~3中所述酒石酸钠溶液阳极氧化处理后TA1试样的表面形貌图，由图可以看出，在钛合金表面形成氧化膜均匀致密，氧化膜质量较好。图2为不同酒石酸钠浓度下氧化膜的阻抗图，由图可以看出，形成的氧化膜具有较好的抗腐蚀性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酒石酸钠阳极氧化液，其特征在于：所述阳极氧化液由酒石酸钠、甲基磺酸、去离子水制备得到，其中，酒石酸钠的加入量为1～50g/L，甲基磺酸1～3mL/L。

【技术特征摘要】
1.一种酒石酸钠阳极氧化液，其特征在于：所述阳极氧化液由酒石酸钠、甲基磺酸、去离子水制备得到，其中，酒石酸钠的加入量为1～50g/L，甲基磺酸1～3mL/L。2.权利要求1所述酒石酸钠阳极氧化液的制备方法，其特征在于：将酒石酸钠粉末放入去离子水中，将溶液加热至50～70℃，搅拌使酒石酸钠完全溶解，然后，将甲基磺酸加入到溶液中，在50～70℃再搅拌5～10分钟，溶液自然冷却至室温即得到酒石酸钠阳极氧化液。3.权利要求1所述酒石酸钠阳极氧化液用于阳极氧化处理，其特征在于，具体包括以下步骤：（1）将钛合金表面进行去污处理后，采用机械研...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹肇麟，杨艳蓉，赵茹英，甫阳灵，付天琳，于晓华，刘忠，李莉，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53