用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法与流程

1.本发明涉及用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法。
2.根据本发明的方法特别适用于铝和硅合金基底。
3.根据本发明的方法在汽车领域中，在生产制动系统的部件的保护表面涂层中有特别的应用，因为它允许制造具有高的耐磨性和耐腐蚀性的陶瓷涂层。
现有技术
4.铝合金，以及特别是铝硅合金，由于其高强度/密度比、其可加工性以及还有其优异的铸造性，广泛用于汽车和航空航天应用中。
5.众所周知，阳极氧化是用于在铝合金上获得耐腐蚀涂层的优选方法。
6.然而，阳极氧化有一些操作上的限制。
7.对于阳极氧化，其难以在铝硅合金上获得具有高厚度的涂层。这本质上是由于硅的存在，它倾向于抑制阳极氧化的涂层的形成。
8.此外，阳极氧化需要酸洗预处理，这极大地影响了加工的铝合金的疲劳寿命。
9.作为阳极氧化的替代方案，通过等离子体电解氧化形成涂层的方法已经被提出了数年。
10.等离子体电解氧化，被称为peo、mao(微弧氧化)或epo(电解等离子体氧化)，是一种电化学表面处理，其允许涂覆不同的合金诸如镁、铝和钛。
11.构成等离子体电解氧化的基础的原理是在待涂覆的基底上形成具有介电性质的氧化物层。基底作为电极与对电极一起浸入碱性电解水溶液中。通过施加足够的电压，处理在放电状态下工作，在表面上产生多火花。火花的局部温度允许氧化物层的局部重熔，氧化物层与基底浸入其中的电解质反应。所形成的涂层具有高粘合强度，因为它进入基底几微米，并且具有高耐腐蚀性。
12.peo工艺在铝合金上的应用有很多，且特别是al-si合金在铝硅合金上的应用。
13.peo工艺的主要问题是形成了相当多孔的低显微硬度的外层，并具有许多微观和宏观缺陷(孔、微裂纹、片状斑块)。缺陷层的厚度等于陶瓷涂层的总厚度的25-55％，这取决于基底的化学组成和进行电解的方法。
14.图3的sem图像示出了通过传统peo工艺在铝硅合金基底上获得的陶瓷涂层的截面。下带代表铝硅合金基底(图中用a指示)；紧靠基底上方的中心带(图中用b1指示)代表陶瓷涂层的最致密且均匀的层；层b1上方的大颗粒带(图中用b2指示)代表陶瓷涂层的多孔表面层；陶瓷涂层b上方的上带(图中用c指示)代表用于掺入样品的树脂层，以便抛光样品并因此进行sem扫描。
15.昂贵的精密设备被用来去除多孔层。如果基底形状复杂，具有对于磨料和金刚石工具难以达到的表面，则去除缺陷层的问题变得难以解决。这限制了该工艺的应用范围。
16.这个问题特别在专利gb2386907中已经得到了解决。此专利中描述的peo工艺允许在这些制品的表面上快速且有效地形成均匀着色的耐磨、耐腐蚀、耐热和介电的陶瓷涂层。用此工艺获得的涂层的特征在于厚度高度均匀、表面粗糙度低并且实际上不存在上述外多孔层。
17.gb2386907中描述的工艺包括以下步骤：i)以具有预定频率范围(至少500hz)的高电流频率向电极供应双极性脉冲；以及ii)在电解质中在预定的声频范围内产生声振动，使得声振动的频率范围与电流脉冲的频率范围重叠。声振动引起具有氧的电解质的空气-流体动力学饱和。为此目的，电解质进料有氧气或空气。该工艺还涉及将超分散的固体颗粒引入电解质中，以通过声振动产生稳定的水溶胶。
18.gb2386907中所描述的工艺虽然导致可观的结果，但控制起来复杂。
19.因此，特别是在制动系统领域，需要有一种用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法，该方法允许在铝合金基底上更容易地获得具有低粗糙度、高硬度和高耐腐蚀性的陶瓷涂层。


技术实现要素：

20.因此，本发明的目的是通过提供一种用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法，该方法允许更容易获得具有低粗糙度、高硬度和高耐腐蚀性的陶瓷涂层，从而消除或至少减少与现有技术有关的上述问题。
21.本发明的另一个目的是提供一种用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法，该方法允许获得基本上没有多孔表面层的涂层。
22.本发明的另一个目的是提供一种用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法，该方法允许获得非常均匀的涂层。
附图说明
23.本发明的技术特征在下文列出的权利要求的内容中已被清楚地确认，且其优点将在下面参照附图所作的详细描述中变得更加容易明显，附图代表纯粹通过非限制性实例提供的一种或多种实施方式，在其中：
[0024]-图1示出了通过传统peo工艺在铝硅合金基底上获得的陶瓷涂层的截面的sem图像；
[0025]-图2示出了根据本发明的方法的优选实施方式施加至铝硅合金基底的电势的趋势；
[0026]-图3示出了通过根据本发明的方法在铝硅合金基底上获得的陶瓷涂层的截面的sem图像；以及
[0027]-图4示出了通过根据本发明的方法在铝硅合金基底上获得的陶瓷涂层的表面的sem图像。
[0028]
以下描述的实施方式共有的元件或元件的部分将用相同的附图标号来指示。
具体实施方式
[0029]
本发明涉及用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的
方法。
[0030]
根据本发明的方法通常适用于铝合金基底，且特别适用于铝和硅合金基底。
[0031]
根据本发明的方法在汽车领域中，在生产制动系统的部件的保护表面涂层中有特别的应用，因为它允许制造具有高的耐磨性和耐腐蚀性的陶瓷涂层。
[0032]
根据本发明的总体实施方式，用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法包括以下步骤：
[0033]-将基底作为电极与对电极一起浸入碱性电解水溶液中；
[0034]-在基底的表面上施加足以产生火花放电的电势预定的处理时间段以便导致所述涂层的形成。
[0035]
由此获得的涂层主要由氧化铝和所述合金的任何合金剂的氧化物组成。
[0036]
特别地，上述基底是由铝和硅合金制成的，且甚至更特别地，是由高硅含量(按重量计＞7％)的铝合金制成的。在这种情况下，获得的陶瓷涂层是主要由氧化铝、氧化硅和铝硅混合氧化物的混合物组成的层。
[0037]
有利地，基底由制动系统，特别是盘式制动系统的部件组成。优选地，基底由制动卡钳、制动卡钳活塞或制动盘钟形件组成。
[0038]
特别地，根据本发明的方法是电解型的。特别地，这样的方法包括由基底构成的阳极，以及对电极。
[0039]
特别地，根据本发明的方法包括对电极，该对电极可以是副电极。替代地，这样的对电极构成阴极。替代地，这样的对电极由包含碱性电解水溶液的容器构成。
[0040]
根据本发明，该电解水溶液包括：
[0041]-9至14g/l的na2sio3；
[0042]-2.2至2.8g/l的k3po4；
[0043]-不小于5g/l的na2wo4
·
2h2o；
[0044]-0.4至1.5g/l的na3alf6；以及
[0045]-以使得电解溶液具有的ph在11.8和12.0之间且电导率在9.5和10.5ms/cm之间的浓度的naoh。
[0046]
优选地，电解水溶液仅包含上述指示的电解质：na2sio3；k3po4；na2wo4
·
2h2o；na3alf6；naoh。
[0047]
经实验证实，使用具有上述组成的碱性电解溶液，通过等离子体电解氧化在铝合金基底上可获得的陶瓷涂层具有以下特征：
[0048]-高耐腐蚀性；
[0049]-高硬度(hv0.01《1,400)；
[0050]-低表面粗糙度(ra《2μm)；
[0051]-高形态均匀性的涂层；
[0052]-多孔表面层不存在或基本上不存在，或至少具有不超过陶瓷涂层的总厚度的5％的厚度。
[0053]
这样的结果是在传统的peo工艺中使用上述电解溶液，并然后设置常用的电工艺参数，诸如施加的电势、电流密度、频率和等离子体放电过程的持续时间而获得的。
[0054]
因此，根据本发明的方法不需要特别调整电工艺参数，也不需要采用特别的peo工
艺的控制方法。
[0055]
特别地，如下文将继续的，根据本发明的方法可以有利地应用于低能耗的条件下，而对基底上的陶瓷涂层的形成速度没有特别的限制。
[0056]
经实验证实，电解溶液中存在的硅酸钠(na2sio3)(以上文所示的浓度)有助于显著提高通过peo工艺获得的陶瓷涂层的密度，并从而因此提高耐腐蚀性。
[0057]
还经实验证实，电解溶液中na2sio3的缺乏抑制涂层的正确生长，并且在大多数情况下，等离子体放电不能正确开始。
[0058]
如已经提到的，碱性电解溶液包含9至14g/l的na2sio3。优选地，电解溶液包括9至11g/l，以及更优选地10g/l的na2sio3。
[0059]
在这样的浓度的na2sio3下，令人惊讶地发现了在涂层的高生长速率和表面粗糙度的降低之间的折中。事实上，已经观察到，低于上述值的浓度(2、5、3、5、8g/l的na2sio3)决定了涂层的生长速率不足，而较高浓度(15或20g/l的na2sio3)导致涂层的较高生长速率(并因此较大的厚度)，这然而与基底上的工艺的侵蚀性和涂层的粗糙度的显著增加有关。事实上，在较高的浓度下，获得的涂层更不均匀且较不致密，耐腐蚀性更差。
[0060]
有利地，还可以证实na2sio3可以以固体粉末和已经以溶液两者引入电解溶液中。
[0061]
如已经提到的，碱性电解溶液包含2.2至2.8g/l的k3po4。优选地，电解溶液包括2.4至2.6g/l，以及更优选地2.5g/l的k3po4。
[0062]
经实验证实，电解溶液中存在的磷酸钾(k3po4)进一步有助于提高通过peo工艺获得的陶瓷涂层的密度，并从而因此提高耐腐蚀性。
[0063]
测试了包含k2hpo4或kh2po4代替k3po4的电解溶液。在这两种情况下，结果是差的。在获得的涂层上检测到白色沉淀物(主要由磷构成)。
[0064]
如已经提到的，碱性电解溶液包含不小于5g/l的na2wo4
·
2h2o。
[0065]
经实验证实，钨酸钠二水合物(na2wo4
·
2h2o)显著增加了致密层的厚度与涂层的总厚度的比率(参见图5)。此种组分在电解溶液中的存在导致所获得的陶瓷涂层的硬度增加。这归因于所获得的陶瓷涂层包含钨的事实。
[0066]
有利地，可以使用具有更高浓度的钨酸钠二水合物(na2wo4
·
2h2o)的电解溶液，以便进一步增加所获得涂层的硬度。
[0067]
优选地，电解溶液包括5g/l的na2wo4
·
2h2o。事实上，使用该浓度，已经获得了令人满意的结果。
[0068]
如已经提到的，碱性电解溶液包含0.4至1.5g/l的na3alf6。
[0069]
经实验证实，六氟铝酸钠(na3alf6)允许降低获得的陶瓷涂层的表面粗糙度。
[0070]
优选地，电解溶液包括0.4至0.6g/l，更优选地0.5g/l的na3alf6。事实上，使用这些浓度，获得了具有较高形态均匀性的涂层。
[0071]
如已经提到的，碱性电解溶液包括以使得电解溶液具有的ph在11.8和12.0之间且电导率在9.5和10.5ms/cm之间的浓度的naoh。
[0072]
优选地，碱性电解溶液包括以使得碱性电解溶液具有的ph为11.9且电导率为10.0ms/cm的浓度的naoh。
[0073]
优选地，电解溶液包括0.8至1.2g/l，更优选地0.9至1.1g/l，以及甚至更优选地1.0g/l的naoh。
[0074]
将氢氧化钠(naoh)引入溶液中以使电解溶液的ph和电导率达到上述值。
[0075]
令人惊讶的是，发现不同于可以用作调节溶液ph的替代物的氢氧化钾(koh)，氢氧化钠(naoh)允许等离子体放电开始，而不导致被涂覆的基底的过度溶解，也导致更均匀的涂层。
[0076]
事实上，已经研究了用koh代替naoh，但是得到了负面的结果，诸如在没有开始等离子体的情况下金属基底的过度溶解，非常具有侵蚀性的工艺或不均匀的涂层。此外，电解质的分散程度也发生变化，形成白色沉淀物。
[0077]
ph和电导率值取决于电解溶液的化学组成。电解溶液的电导率起着更相关的作用，因为它直接与peo工艺的最终和稳定电压值相关，此外这将决定该工艺的能耗。
[0078]
对于稀释的电解溶液，最终电压值将很高，而浓的电解溶液可能导致金属基底的过度溶解，防止等离子体引发以及抑制涂层的生长速率。
[0079]
通过改变电解试剂的化学组成和浓度，可以获得与上述ph和电导率值相似的ph和电导率值。然而，改变电解溶液的组成和浓度会改变所获得的peo涂层的形态、组成和性质。
[0080]
根据本发明的方法的优选实施方式，电解溶液具有的ph等于11.9且电导率等于10.0ms/cm，并包括：
[0081]-10g/l的na2sio3；
[0082]-2.5g/l的k3po4；
[0083]-5g/l的na2wo4
·
2h2o；
[0084]-0.5g/l的na3alf6；
[0085]-1.0g/l naoh，
[0086]
优选地，在peo工艺期间，通过冷却系统冷却碱性电解水溶液，优选地在所述预定的处理时间段期间将所述碱性电解水溶液维持在25℃和45℃之间的温度下。
[0087]
如以上已经提到的，上述陶瓷涂层是在传统的peo工艺中使用上述电解溶液，并然后设置常用的电工艺参数，诸如施加的电势、电流密度、频率和等离子体放电过程的持续时间而获得的。
[0088]
因此，根据本发明的方法不需要特别调整电工艺参数，也不需要采用特别的peo工艺的控制方法。
[0089]
优选地，将电势优选地在300和400v之间的值，更优选地等于350v下保持基本上恒定上述预定的时间段，如图2中所示。
[0090]
优选地，在上述预定的处理时间段期间，将电流密度在20和25a/dm3之间，优选25a/dm3的电流施加至基底。
[0091]
优选地，将具有的频率为至少50hz，甚至更优选地等于50hz的电流施加至基底。经实验证实，通过在50hz的频率下使用上文已描述的电解溶液，获得了非常致密的涂层(基本上没有孔隙)，而无需增加电流的频率。
[0092]
优选地，电流是连续施加的(不是脉冲的)。然而，电流也可以以脉冲模式施加。
[0093]
优选地，预定的处理时间段包括在20和40min之间，更优选地等于30min。
[0094]
根据本发明的优选实施方式，将电势在350v的值下保持基本上恒定所述预定的处理时间段。在30min的处理时间段期间，将电流密度为25a/dm3且频率为50hz的电流连续地施加至基底。
[0095]
如已经提到的，因此，根据本发明的方法可以有利地应用于低能耗的条件下，而对基底上的陶瓷涂层的形成速度没有特别的限制。
[0096]
有利地，观察到涂层形成速率在0.5和1μm/min之间。
[0097]
有利地，根据本发明的用于在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法可以包括在所述步骤a)和b)之前进行的基底的预处理的步骤c)。
[0098]
这样的预处理步骤c)在于对基底进行苛性侵蚀并随后用蒸馏水洗涤基底本身。
[0099]
优选地，上述苛性侵蚀通过以下获得：将基底浸入naoh的水溶液中预定的时间段，优选地包含50g/l的naoh，维持在60℃和70℃之间的温度下，优选地在60℃下。上述预定的浸入时间包括在5和15min之间，优选地等于10min。经实验发现，上述naoh浓度允许进行铝合金基底的充分的酸洗，减少从基底中释放al3+离子(并从而减少对基底本身的侵蚀性)，并在碱浴中形成浆料。
[0100]
经证实，基底的苛性侵蚀(以及随后的洗涤)导致获得的最终陶瓷涂层的美学光洁度的改善，就涂层的较高的均匀性而言。
[0101]
然而，如果基底已经具有洁净的表面，基本上没有污物和杂质，也可以不进行苛性侵蚀。
[0102]
优选地，在上述基底的预处理的步骤c)中，在苛性侵蚀和随后用蒸馏水洗涤之后，可将基底浸入酸浴中预定的时间段并然后用蒸馏水洗涤。
[0103]
优选地，上述酸浴由硝酸的水溶液组成。在所述酸浴中预定的浸入时间在5和15s之间，优选地等于10s。
[0104]
在操作上，进行在酸浴中的浸入以在苛性侵蚀后对基底进行除灰处理。
[0105]
有利地，根据本发明的用于在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法不需要在上述步骤a)和b)之后，即在peo工艺结束时进行特定的后处理步骤。
[0106]
特别是，不需要后处理来密封表面孔隙以保证防腐蚀性质。
[0107]
然而，该方法可包括在所述步骤a)和b)之后进行的基底的后处理步骤d)，其中所述后处理由以下组成：-用蒸馏水洗涤所述基底；-用醇清洁所述基底的表面；以及-使其在室温下干燥。
[0108]
用根据本发明的方法在铝合金基底上获得的陶瓷涂层基本上由致密无孔的层组成，其可能或许在表面上存在具有的厚度不超过所述涂层的总厚度的5％的多孔层。
[0109]
优选地，如图3的sem图像所示，用根据本发明的方法在铝合金基底上获得的陶瓷涂层仅由致密无孔的层组成。
[0110]
更详细地说，在图3的sem图像中，底部较暗的带代表铝硅合金基底(图中用a指示)；中心带代表peo陶瓷涂层(图中用b指示)；陶瓷涂层上方的杂色上带(图中用c指示)代表用于掺入样品以进行sem扫描的树脂层。从这张sem图像可以看出，所获得的陶瓷涂层由单一的均匀且致密的层组成，基本上没有孔隙。用peo工艺获得的传统涂层中通常存在的多孔表面层(而可见于图1)实际上是不存在的。
[0111]
用根据本发明的方法在铝合金基底上获得的陶瓷涂层具有的粗糙度ra≤2μm以及硬度hv0.01＞1,400。
[0112]
从美学角度看，用根据本发明的方法在铝硅合金基底上获得的陶瓷涂层具有非常均匀的深灰色表面颜色。
[0113]
这些特征可以从图4的sem图像中看出，其示出了通过根据本发明的方法在铝硅合金基底上获得的陶瓷涂层的表面。
[0114]
该结果(颜色均匀性)证实了以下事实，通过根据本发明的方法，不易均匀地覆盖的具有高硅含量的铝合金可以为均匀的方式。事实上，如果使用标准阳极氧化工艺作为替代方案，则可以在硅含量高的区域检测到一些缺陷。
[0115]
下面给出了用于涂覆由具有高硅含量的铝合金制成的盘式制动卡钳组成的基底的根据本发明的方法的应用实例。
[0116]
更特别地，卡钳是由al/si7％/mg/ti铝硅合金制成的。
[0117]
使用的电解水溶液具有的ph等于11.9且电导率等于10.0ms/cm，并且包括：-10g/l的na2sio3；-2.5g/l的k3po4；-5g/l的na2wo4
·
2h2o；-0.5g/l的na3alf6；-1.0g/l的naoh。
[0118]
将基底作为电极与对电极一起浸入上述电解水溶液中，从而施加足以在基底的表面上产生火花放电的电势30min的处理时间段，以导致涂层的形成。如图2所示，将电势在350v的值下保持基本上恒定处理时间段。在这样的时间段期间，将电流密度为25a/dm3且频率为50hz的电流连续地施加至基底。
[0119]
在处理期间，通过冷却系统将碱性电解水溶液冷却至25℃和45℃之间的温度。
[0120]
在处理结束时，获得了具有的平均厚度为约30μm的陶瓷涂层，该陶瓷涂层由氧化铝、氧化硅和硅酸铝氧化物的混合物组成。钠、钾、磷、钨以痕量存在(《2原子％)。从eds谱分析得到的涂层的元素组成在下表1中报告。
[0121]
元素按重量计％原子％c6.7012.14o42.6958.09na0.390.37al15.6412.62si17.2113.34p1.531.07k0.820.46ca0.300.16w14.751.74
[0122]
表1
[0123]
陶瓷涂层进入到基底中几微米。这一特征确保了涂层与基底的粘附。
[0124]
图3和图4的sem图像是指根据该实例处理的卡钳上获得的陶瓷涂层。陶瓷涂层仅由致密无孔的层组成。得到的涂层具有深灰色且非常均匀的表面颜色。
[0125]
陶瓷涂层具有的表面粗糙度ra《2m且硬度hv0.01》1,400。
[0126]
获得如此低的粗糙度值在制动卡钳上，且特别是在卡钳活塞座内部的应用中是重要的，以减少卡钳本体对活塞的磨损风险。
[0127]
类似地，获得如此高的硬度值(用标准阳极氧化难以获得)对于移动机械部件是重要的。
[0128]
使用nss(中性盐雾)试验对如此涂覆的制动卡钳进行了耐腐蚀性测试。卡钳通过了测试，报告了480h的最小耐受性，没有对基底的任何损坏(黑洞)。
[0129]
本发明允许获得在说明的过程中已经解释的多个优点。
[0130]
根据本发明的用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法允许更容易地获得具有低粗糙度、高硬度和高耐腐蚀性的陶瓷涂层。
[0131]
根据本发明的方法允许获得基本上没有多孔表面层且非常均匀的涂层。
[0132]
根据本发明的用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法特别地允许在汽车部件上获得陶瓷涂层，该陶瓷涂层具有：
[0133]-光滑的表面，
[0134]-高耐磨性；
[0135]-高耐腐蚀性；
[0136]-均匀的形态，基本上没有多孔表面层；
[0137]-高审美特征(色彩均匀)
[0138]
这些特征也与涂层厚度不超过50μm有关。
[0139]
因此，由此构思的本发明实现了其预期的目的。
[0140]
当然，在其实际实施中，也可以做出与上述说明的形式和配置不同的形式和配置，不会因此脱离目前的保护范围。
[0141]
此外，所有细节都可以用技术上等效的元素代替，且所使用的尺寸、形状和材料可以根据需要是任何的。

技术特征：
1.用于通过电解等离子体氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法，包括以下步骤：a)将所述基底作为电极与对电极一起浸入碱性电解水溶液中；b)在所述基底的表面上施加足以产生火花放电的电势预定的处理时间段以便导致所述涂层的形成，所述涂层主要由氧化铝和所述合金的任何合金元素的氧化物组成，其特征在于，所述电解水溶液包括：-9至14g/l的na2sio3；-2.3至2.8g/l的k3po4；-不小于5g/l的na2wo4
·
2h2o；-0.4至1.5g/l的na3alf6；-以使得所述电解溶液具有的ph在11.8和12.0之间且电导率在9.5和10.5ms/cm之间的浓度的naoh。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解溶液包括9至11g/l，优选10g/l的na2sio3。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述电解溶液包括2.4至2.6g/l，优选2.5g/l的k3po4。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电解溶液包括5g/l的na2wo4
·
2h2o。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电解溶液包括0.4至0.6g/l，优选0.5g/l的na3alf6。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电解溶液包括以使得所述电解溶液具有的ph为11.9且电导率为10.0ms/cm的浓度的naoh。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电解溶液包括0.8至1.2g/l，优选0.9至1.1g/l，甚至更优选1.0g/l的naoh。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电解水溶液包括：-10g/l的na2sio3；-2.5g/l的k3po4；-5g/l的na2wo4
·
2h2o；-0.5g/l的na3alf6；-1.0g/lnaoh，并且其中，所述电解溶液具有的ph为11.9且电导率为10.0ms/cm。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过冷却系统冷却所述碱性电解水溶液，优选地在所述预定的处理时间段期间将所述碱性电解水溶液维持在25℃和45℃之间的温度下。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述电势保持基本上恒定所述预定的时间段，优选地在300和400v之间的值，更优选地350v。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述预定的处理时间段期间，将电流密度在20和25a/dm3之间，优选25a/dm3的电流施加至所述基底。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将频率为至少50hz，优选50hz的电
流施加至所述基底。13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述电流可以连续地或以脉冲模式施加。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定的处理时间段在20和40min之间，优选30min。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述电势在350v的值下保持基本上恒定所述预定的处理时间段，并且其中，在所述预定的处理时间段期间将电流密度等于25a/dm3且频率等于50hz的电流连续地施加至所述基底，所述预定的处理时间段为30min。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述步骤(a)和(b)之前进行的所述基底的预处理步骤(c)，其中所述预处理由对所述基底进行苛性侵蚀并然后用蒸馏水洗涤所述基底组成。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述苛性侵蚀通过以下获得：将所述基底浸入naoh的水溶液中预定的时间段，优选地包含50g/l的naoh，维持在60℃和70℃之间的温度下，优选地在60℃下，所述预定的浸入时间在5和15min之间，优选10min。18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，在所述基底的预处理的步骤(c)中，在所述苛性侵蚀和随后用蒸馏水洗涤之后，将所述基底浸入酸浴中预定的时间段并然后用蒸馏水洗涤。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述酸浴由硝酸的水溶液组成，在所述酸浴中的所述预定的浸入时间在5和15s之间，优选10s。20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述步骤(a)和(b)之后进行的所述基底的后处理步骤(d)，其中所述后处理由以下组成：-用蒸馏水洗涤所述基底；-用醇清洁所述基底的表面；以及-使其在室温下干燥。21.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述陶瓷涂层基本上由无孔致密的层组成，其可能或许在所述表面上具有厚度不超过所述涂层的总厚度的5％的多孔层。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述陶瓷涂层仅由所述无孔致密的层组成。23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述陶瓷涂层具有的粗糙度ra≤2μm以及硬度hv0.01≥1.400。24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底为铝硅合金，并且其中，所获得的陶瓷涂层是主要由氧化铝、氧化硅和铝硅混合氧化物的混合物组成的层。25.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底由制动系统的部件组成，优选盘式制动系统，特别是制动卡钳、制动卡钳活塞或制动盘钟形件。

技术总结
本发明涉及用于通过等离子体电解氧化在铝合金基底的表面上产生陶瓷涂层的方法，所述方法包括以下步骤：a)将所述基底作为电极与对电极一起浸入碱性电解水溶液中；b)在所述基底的表面上施加足以产生火花放电的电势预定的处理时间段以便导致所述涂层的形成，所述涂层主要由氧化铝和所述合金的任何合金剂的氧化物组成。所述电解水溶液包括：-9至14g/l的Na2SiO3；-2.3至2.8g/l的K3PO4；-不小于5g/l的Na2WO4


技术研发人员：圭多
受保护的技术使用者：乐姆宝公开有限公司
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2023/8/28