一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，是以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇或丙酮中超声清洗，室温风干；将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜；所述电解液包括无机盐和氧化铝颗粒。本方法通过添加Al2O3颗粒和优化电解质，制备的铝钛复合板微弧氧化膜，能够改善铝钛复合板表面及焊缝处微弧氧化膜的过渡区厚度差、耐蚀性及抗热冲击性等问题。

A Method for Preparing Micro-arc Oxidation Film of Al-Ti Composite Plate

【技术实现步骤摘要】
一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法
本专利技术涉及合金材料处理方法，具体是一种添加Al2O3颗粒制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法。
技术介绍
由爆炸焊接技术制备的铝/钛复合板兼备了铝合金的比强度高、比重低及钛合金优异的耐蚀性、力学性能等特性，在管道系统、航空航天等领域具有广泛的应用前景。例如中国专利申请号为201611176536.4公布了一种层状高强轻质钛铝复合板及其制备方法。由于异质金属的结合易发生电偶腐蚀等，极大限制了其进一步的应用，因此表面处理是其进入应用前的必要工序。微弧氧化(MAO)又称为等离子体氧化，是在阳极氧化基础上发展而来的一种新型表面处理技术，能在Al、Ti、Mg等阀金属表面原位生长性能优异的陶瓷氧化膜。专利申请号为ZL201510207720.X公布了一种铝钛复合板表面微弧氧化膜及其制备方法，制备的微弧氧化膜与基体结合良好，具有优异的耐磨性等。由于铝和钛在微弧氧化过程中的响应程度不同，反应易于在钛表面发生，电能量在两种金属分配不均，这一现象导致铝表面氧化膜过薄、耐蚀性差，但最为突出的是焊缝处氧化膜的过渡区厚度差大、耐蚀性及抗热冲击性较差等问题。因此，亟需提出关于改善铝钛复合板微弧氧化膜的结构及性能的方法。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法。本方法通过添加Al2O3颗粒制备的铝钛复合板微弧氧化膜，能够改善铝钛复合板表面及焊缝处微弧氧化膜的过渡区厚度差、耐蚀性及抗热冲击性等问题。为了实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，包括如下步骤：(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇或丙酮中超声清洗5～10min，室温风干；(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜；所述电解液的制备为：将无机盐加入适量水配成溶液，在溶液中再加入氧化铝颗粒，超声分散10-20min，再搅拌5-10min。优选地，所述无机盐为硅酸钠、钨酸钠和氢氧化钠中的一种或几种组合。优选地，所述电解液由10～30g/L硅酸钠、2～6g/L钨酸钠、0～2g/L氢氧化钠和2～9g/L氧化铝颗粒组成。优选地，所述微弧氧化处理的电参数为：正向电压：380V～450V；正向电流密度：12～20A/dm2；正向占空比：10％～30％；频率为：150Hz～500Hz；处理时间：15min～30min；处理温度低于60℃。优选地，所述超声处理是在频率为40-60KH下处理。与现有技术相比，本专利技术的优点及有益效果为：1、本专利技术通过在微弧氧化电解液中加入氧化铝颗粒，使得钛板表面形成含氧化铝的TiO2氧化膜，降低其氧化膜的介电常数，从而提高其击穿放电的壁垒，使铝板表面获得的电能量增大，促进铝表面氧化膜的生长，耐蚀性上升；同时，钛板表面获得的电能量下降，膜层生长受到抑制，但孔隙率下降，耐蚀性没有明显下降，硬度提升。2、本专利技术能够有效地提升了焊缝处氧化膜的耐蚀性及抗热冲击性，且工艺简单、容易实现工艺化生产，为推动铝钛复合板微弧氧化膜在更多领域的应用具有重要的现实意义。附图说明图1为本专利技术实施例2添加氧化铝颗粒前后制备的铝钛复合板氧化膜的拉曼光谱。图2为本专利技术实施例2添加氧化铝颗粒前后制备的铝钛复合板表面氧化膜的3.5％NaCl溶液中的极化曲线。图3为本专利技术实施例2添加氧化铝颗粒前后制备的铝钛复合板焊缝处氧化膜盐雾腐蚀后的SEM形貌及3.5％NaCl溶液中的极化曲线。图4为本专利技术实施例2添加氧化铝颗粒前后制备的铝钛复合板焊缝处氧化膜热震测试后的SEM形貌。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。实施例1一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，包括如下步骤：(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇中超声清洗5min，室温风干；(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜。所述电解液的制备为：将15g/L硅酸钠、4g/L钨酸钠配成溶液，在溶液中再加入2g/L氧化铝颗粒，在频率为50KHz)超声分散15min，再搅拌5min。所述微弧氧化处理工艺参数：正向电压：450V；正向电流密度：12A/dm2；正向占空比：10％；频率为：300Hz；处理时间：30min；处理温度低于60℃。本实施例获得的铝钛复合板微弧氧化膜，其膜层厚度：铝表面厚度为7.2μm，钛表面厚度为27.5μm；膜层孔隙率：铝表面孔隙率为8.1％，钛表面孔隙率为9.26％；膜层腐蚀电位：铝表面腐蚀电位为-1.072V，钛表面腐蚀电位为-1.261V，焊缝处腐蚀电位为：-1.547V。实施例2一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，包括如下步骤：(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇中超声清洗10min，室温风干；(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜。所述电解液的制备为：将20g/L硅酸钠、5g/L钨酸钠、氢氧化钠2g/L配成溶液，在溶液中再加入4g/L氧化铝颗粒，在频率为40KHz超声分散20min，再搅拌10min。所述微弧氧化处理工艺参数：正向电压：420V；正向电流密度：12A/dm2；正向占空比：15％；频率为500Hz；处理时间：30min；处理温度低于60℃。本实施例获得的铝/钛复合板微弧氧化膜，其膜层厚度：铝表面厚度为9.5μm，钛表面厚度为20.7μm；膜层孔隙率：铝表面孔隙率为5.79％，钛表面孔隙率为7.97％；膜层腐蚀电位：铝表面腐蚀电位为-0.818V，钛表面腐蚀电位为-1.098V，焊缝处腐蚀电位为-1.492V。实施例3一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，包括如下步骤：(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在丙酮中超声清洗5min，室温风干；(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜。所述电解液的制备为：将25g/L硅酸钠、2g/L钨酸钠、氢氧化钠1g/L配成溶液，在溶液中再加入3g/L氧化铝颗粒，在频率为40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇或丙酮中超声清洗5～10min，室温风干；(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜；所述电解液的制备为：将无机盐加适量水配成溶液，在溶液中再加入氧化铝颗粒，超声分散10‑20min，再搅拌5‑10min。

【技术特征摘要】
1.一种制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)以钛为基板、铝为复板经过爆炸焊接形成铝钛复合板，将铝钛复合板试样经过砂纸逐级打磨至表面光滑，在乙醇或丙酮中超声清洗5～10min，室温风干；(2)将铝钛复合板试样浸没在电解液中作为阳极，以不锈钢电解液槽作为阴极，采用交流恒压模式进行微弧氧化处理，处理结束后，将微弧氧化试样用冷水冲洗，去除表面的残留物，室温风干，获得铝钛复合板表面微弧氧化膜；所述电解液的制备为：将无机盐加适量水配成溶液，在溶液中再加入氧化铝颗粒，超声分散10-20min，再搅拌5-10min。2.根据权利要求1所述制备铝钛复合板微弧氧化膜的方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟洲，凌奎，吕小雨，莫秋凤，陈泉志，杨海娟，
申请(专利权)人：广西大学，广西南宁金铂洲材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45