1.电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)近α钛合金样品的前处理;
(2)微弧氧化电解液的准备;
(3)微弧氧化处理。
2.根据权利要求1所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,在步骤(1)中,包括如下步骤:(1-1)切割:使用数控线切割仪器将近α钛合金切割成尺寸大小为30mm×20mm×5mm长方体片状试样,切割后及时清洗除去合金基体表面油污;
(1-2)钻孔:对切割后的长方体片状试样进行钻孔,用于悬挂合金试样,孔的位置控制在试件顶部中间位置,尺寸为Φ3.2mm;
(1-3)使用砂轮机把长方体试样尖端顶点和棱边打磨成圆角,试样表面打磨采用水磨金相砂纸,依次使用金相砂纸型号为80#、400#、1000#和2000#进行打磨;
(1-4)超声清洗:首先在丙酮中超声清洗10min,清洗后放入酒精中超声清洗10min,把基体合金表面的油脂及其他杂质清除干净,待干燥后密封备用。
3.根据权利要求1所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,在步骤(2)中,在硅酸盐体系电解液中加入碳酸锆微粒或改性碳酸锆微粒,所述硅酸盐体系电解液包括Na2SiO3、Na2HPO4和Na2EDTA,碳酸锆微粒为ZrCO3(OH)2·ZrO2。
4.根据权利要求3所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,体系中Na2SiO3的浓度为16g/L、Na2HPO4的浓度为10.0g/L,Na2EDTA的浓度为
2.0g/L,碳酸锆微粒或改性碳酸锆微粒添加到电解液后的浓度为0-4g/L。
5.根据权利要求3所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,改性碳酸锆微粒的制备方法为:(A)向氢氧化锆溶液中滴加浓硫酸,使SO42-:ZrO2的物质的量之比为0.6-0.7,然后将反应体系升温至90-100℃,升温速度为1℃/min,保持90-100℃的反应温度2-2.5h,真空抽滤,滤饼用去离子水洗涤,得到碱式硫酸锆;
(B)将质量分数为25-30%的碳酸钠水溶液慢慢加入到步骤(A)制备的碱式硫酸锆中,使得反应混合物pH在9-10,继续搅拌反应2-2.5h,真空抽滤,滤饼用去离子水洗涤,抽滤得到粗碳酸锆;
(C)向粗碳酸锆滴加稀盐酸,调节体系的pH至6.0-7.0,真空抽滤,滤饼用去离子水洗涤,得到碳酸锆;
(D)将步骤(C)中的20-30g碳酸锆加入30-50mL无水乙醇,搅拌均匀后,加入0.5-1mL硅烷偶联剂,然后再80-90℃下搅拌反应5-6h,100℃下干燥、粉碎后得到改性碳酸锆微粒。
6.根据权利要求5所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,硅烷偶联剂为KH550或KH560。
7.根据权利要求1所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,在步骤(3)中,微弧氧化电解槽(1)的外壁为不锈钢的电解槽,电解槽(1)外壁为中空夹层外壁(2),中空夹层外壁(2)与冷却水循环系统(3)流体导通,在电解槽(1)底部设有搅拌器(4)。
8.根据权利要求7所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,在步骤(3)中,采用恒压法进行微弧氧化处理,多功能电源(5)的阳极与近α钛合金式样(7)连接,多功能电源(5)的阴极与电解槽(1)连接;微弧氧化处理的参数为正向工作电压420V,负向工作电压80V,频率为100Hz,占空比50%,氧化时间15min。
9.根据权利要求7所述的电解液中添加碳酸锆提高近α钛合金微弧氧化膜耐磨性的方法,其特征在于,微弧氧化处理过程中,电解槽(1)内电解液的温度为20℃-60℃。