技术领域
[0001] 本
发明涉及金属
表面处理技术领域，具体涉及一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法。
背景技术
[0002] 等离子体微弧氧化，简称为微弧氧化，是一种对材料表面进行处理的技术，其将镁、
铝、
钛等有色金属置于
电解液中，在强
电场作用下溶液中气体电离、金属表面氧化产生等离子体，使基体表面产生微区火花放电斑点，在热化学、等离子体化学、电化学、扩散反应、高温
相变等一系列复杂反应的共同作用下，制备陶瓷氧化膜的方法。
[0003] 铝
合金作为一种具有独特性能的轻质材料，其广泛应用于各个行业，但
铝合金较差的耐蚀性在一定程度上制约了其应用，因此，经过一定的表面处理可以提高铝合金的耐蚀性和表面装饰性，从而扩大其应用领域。
[0004] 铝合金表面
染色的工艺主要由
阳极氧化膜染料着色、阳极氧化膜电解着色和阳极氧化直接着色等。但是这些技术采用的有机染料、无机染料、电解液或着色液对环境造成一定的影响，且形成的磨蹭的
耐磨性和耐蚀性等性能较差，工艺复杂，提高了生产的成本。
[0005] 本发明采用等离子体微弧氧化，以铕盐溶液为氧化液，在铝或铝合金表面生长成一层均匀致密的Al2O3膜层，提高铝及铝合金的金属性能，且封闭、氧化与着色同步完成，无需染料染色，微弧氧化彩色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种生产效率高、简单易操作的等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，以铕盐溶液为氧化液，在铝或铝合金表面生长成一层均匀致密的Al2O3膜层，提高了铝及铝合金的金属性能，在等离子体微弧氧化过程中同步氧化与着色过程，无需染料染色，对环境友好，且得到的微弧氧化彩色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。
[0007] 本发明所采取的技术方案为：一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)
工件预处理：将工件进行
去污、除蜡和除油；
[0009] (2)等离子微弧氧化处理：将工件置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，不锈
钢作为
阴极，进行等离子微弧氧化处理，从而在工件表面形成一层微弧氧化彩色膜；其中所述氧化液中含有铕盐溶液；
[0010] (3)氧化后处理：氧化结束后，将工件取出、洗涤并晾干。
[0011] 优选的，在进行等离子微弧氧化处理前，需要将上述工件浸入含有氢氧化钠和
磷酸钠溶液中进行去污、除蜡和除油，以提供等离子微弧氧化处理的效果。
[0012] 优选的，步骤(2)中的氧化液由15-40g/L
硅酸钠溶液、12-25g/L
硼酸钠溶液、15-30g/L氢氧化钠溶液和8-20g/L的铕盐溶液组成。
[0013] 优选的，所述铕盐溶液是
硝酸铕溶液或氯化铕溶液。
[0014] 铕盐溶液具有一定的
颜色，在电解氧化液中添加铕盐溶液，可以在电解氧化形成氧化膜的同时实现着色，实现了氧化与着色同步完成。
[0015] 优选的，等离子微弧氧化处理的条件为：
频率500-1000Hz，微弧氧化时间20-80min，
电压200-500V。其中氧化时间可以根据所需的微弧氧化彩色膜的厚度而调整。
[0016] 优选的，步骤(1)中的工件是铝或铝合金。
[0017] 优选的，步骤(2)中形成的微弧氧化彩色膜的厚度为10-30um。
[0018] 本发明的有益效果是：本发明采用等离子体微弧氧化处理技术，以铕盐溶液为氧化液，在铝或铝合金表面生长成一层均匀致密的Al2O3膜层，提高了铝及铝合金的金属性能；以具有颜色的铕盐溶液为氧化液，在等离子体微弧氧化过程中同步完成氧化与着色过程，无需染料染色，对环境友好；得到的微弧氧化彩色膜具有良好的耐光性、耐热性、耐蚀性及耐磨性。
具体实施方式
[0020] 一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0021] (1)采用含有氢氧化钠和磷酸钠溶液将铝
块进行去污、除蜡和除油；
[0022] (2)将经过去污、除蜡和除油的铝块置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，
不锈钢作为阴极，进行等离子微弧氧化处理；其中氧化液由15g/L
硅酸钠溶液、12g/L硼酸钠溶液、15g/L氢氧化钠溶液和8g/L的氯化铕溶液组成；等离子微弧氧化处理的条件为：频率500Hz，微弧氧化时间30min，电压400V；
[0023] (3)氧化结束后，将铝块取出、洗涤并晾干。
[0024] 铝块表面形成的微弧氧化彩色膜的厚度为15um。
[0025] 实施例2
[0026] 一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0027] (1)采用含有氢氧化钠和磷酸钠溶液将铝块进行去污、除蜡和除油；
[0028] (2)将经过去污、除蜡和除油的铝块置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，不锈钢作为阴极，进行等离子微弧氧化处理；其中氧化液由18g/L硅酸钠溶液、15g/L硼酸钠溶液、20g/L氢氧化钠溶液和10g/L的硝酸铕溶液组成；等离子微弧氧化处理的条件为：频率800Hz，微弧氧化时间25min，电压500V。
[0029] (3)氧化结束后，将铝块取出、洗涤并晾干。
[0030] 铝块表面形成的微弧氧化彩色膜的厚度为10um。
[0031] 实施例3
[0032] 一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0033] (1)采用含有氢氧化钠和磷酸钠溶液将铝合金块进行去污、除蜡和除油；
[0034] (2)将经过去污、除蜡和除油的铝合金块置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，不锈钢作为阴极，进行等离子微弧氧化处理；其中氧化液由25g/L硅酸钠溶液、18g/L硼酸钠溶液、25g/L氢氧化钠溶液和12g/L的硝酸铕溶液组成；等离子微弧氧化处理的条件为：频率1000Hz，微弧氧化时间40min，电压400V。
[0035] (3)氧化结束后，将铝合金块取出、洗涤并晾干。
[0036] 铝块表面形成的微弧氧化彩色膜的厚度为20um。
[0037] 实施例4
[0038] 一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0039] (1)采用含有氢氧化钠和磷酸钠溶液将铝合金块进行去污、除蜡和除油；
[0040] (2)将经过去污、除蜡和除油的铝合金块置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，不锈钢作为阴极，进行等离子微弧氧化处理；其中氧化液由18g/L硅酸钠溶液、10g/L硼酸钠溶液、18g/L氢氧化钠溶液和10g/L的
醋酸钐溶液组成；等离子微弧氧化处理的条件为：频率500Hz，微弧氧化时间50min，电压500V。
[0041] (3)氧化结束后，将铝合金块取出、洗涤并晾干。
[0042] 铝块表面形成的微弧氧化彩色膜的厚度为25um。
[0043] 实施例5
[0044] 一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0045] (1)采用含有氢氧化钠和磷酸钠溶液将铝合金块进行去污、除蜡和除油；
[0046] (2)将经过去污、除蜡和除油的铝合金块置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，不锈钢作为阴极，进行等离子微弧氧化处理；其中氧化液由25g/L硅酸钠溶液、18g/L硼酸钠溶液、25g/L氢氧化钠溶液和15g/L的氯化铕溶液组成；等离子微弧氧化处理的条件为：频率800Hz，微弧氧化时间60min，电压500V。
[0047] (3)氧化结束后，将铝合金块取出、洗涤并晾干。
[0048] 铝块表面形成的微弧氧化彩色膜的厚度为30um。
[0049] 实施例6
[0050] 一种等离子体微弧氧化彩色膜的制备方法，包括以下步骤：
[0051] (1)采用含有氢氧化钠和磷酸钠溶液将铝合金块进行去污、除蜡和除油；
[0052] (2)将经过去污、除蜡和除油的铝合金块置于装有氧化液的氧化槽中，工件作为阳极，不锈钢作为阴极，进行等离子微弧氧化处理；其中氧化液由35g/L硅酸钠溶液、21g/L硼酸钠溶液、30g/L氢氧化钠溶液和20g/L的氯化铕溶液组成；等离子微弧氧化处理的条件为：频率800Hz，微弧氧化时间60min，电压500V。
[0053] (3)氧化结束后，将铝合金块取出、洗涤并晾干。
[0054] 铝块表面形成的微弧氧化彩色膜的厚度为30um。
[0055] 采用
电子显微镜观察实施例1-6得到的等离子体微弧氧化彩色膜的表面，发现氧化彩色膜的表面平整光滑、基本没有空隙，
着色剂结合良好，长时间不褪色。
[0056] 测定实施例1-6得到的等离子体微弧氧化彩色膜层的耐
腐蚀性能，将实施例1-6得到的包括有离子体微弧氧化彩色膜的工件放在盐雾室中，在其表面喷洒盐溶液，放置2小时，然后将样品转移至
温度为40℃的
相对湿度为80％的潮湿箱中观察，放置5天后，合金表面没有任何变化，说明工件没有被腐蚀，其抗腐蚀性能优异。
