一种高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法与流程

技术特征：

1.一种高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基体材料制备：首先按照镁基非晶合金复合材料的成分来称取mg、zn、ca、fe、si五种高纯原材料，接着将配置好的原料熔炼获得母合金锭，利用快速凝固铜模喷铸工艺制备出高强高塑mg-zn-ca-fe-si非晶合金复合材料；

(2)基体材料的预处理：将mg-zn-ca-fe-si非晶合金复合材料用切割成尺寸适中的试样，逐级打磨去除毛刺和表面氧化物，经除油清洗、离子水清洗后，风干备用；

(3)微弧氧化电解液配制：将九水合硅酸钠、氢氧化物、氟化氢铵、甘油溶解于蒸馏水中，所形成的电解液中九水合硅酸钠浓度为10～20g/l，氢氧化物浓度为8～15g/l，氟化氢铵浓度为5～10g/l，甘油浓度为3～5ml/l；

(4)微弧氧化处理：把预处理过的试样装夹在阳极上，不锈钢电解槽作为阴极，接着将试样全部浸入步骤(3)所配置的电解液中，使用双脉冲电源进行微弧氧化表面改性处理；

(5)后处理：试件处理完成后取出，冲洗干净，自然晾干。

2.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤1)中，五种高纯原材料的纯度≥99.99wt.％。

3.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤1)中，将配置好的原料放入石墨坩埚里进行感应熔炼获得母合金锭，最后利用快速凝固铜模喷铸工艺制备出高强高塑mg-zn-ca-fe-si非晶合金复合材料。

4.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤2)中，将mg-zn-ca-fe-si非晶合金复合材料用金刚石切割机切割成尺寸适中的试样，依次用500#、800#、1000#、1500#sic水磨砂纸逐级打磨。

5.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤2)中，利用超声波在无水乙醇或丙酮中进行除油清洗10～15min。

6.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。

7.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤4)中，微弧氧化参数为：首先采用恒流模式起弧，正向电流设定值为2～10a/dm²，负向电流设定值0.5～6a/dm²，正、负占空比相同10～30％，频率为300～450hz，正负脉冲比为1:1，恒流氧化至电压范围为400～600v，然后采用恒压模式进行处理10～20min。

8.根据权利要求1所述的高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，其特征在于：步骤4)中，在微弧氧化过程中，电解液持续搅拌，并采用循环水冷却。

技术总结
本发明提供了一种高强高塑镁基非晶合金复合材料表面耐蚀微弧氧化膜层的制备方法，以制备的Mg‑Zn‑Ca‑Fe‑Si非晶合金复合材料为阳极，不锈钢电解槽为阴极，采用双脉冲电源在含硅酸盐的弱碱性电解液中对试样进行微弧氧化表面改性处理。本发明获得的微弧氧化膜厚度均匀、与基体结合性好；测试结果显示：经过微弧氧化处理后，试样在模拟体液中的耐蚀性明显改善，其腐蚀电流密度较基体下降三个数量级；试样的断裂强度为相同体系晶态镁合金材料的2～3倍，并且拥有良好的变形能力，塑性应变量为7％～12％，与传统变形镁合金ZK60相当。本发明克服传统镁合金强度不高、耐蚀性差，而新型镁基非晶合金室温脆性大等不足，适用于高性能生物可降解镁合金的开发和批量生产。

技术研发人员：陈双双;邹家华;宋佩頔;侯龙;李维火;李昊頔
受保护的技术使用者：安徽工业大学
技术研发日：2021.05.28
技术公布日：2021.08.27