[發明專利]鋁合金自潤滑表面的處理工藝

無效

• 申請號: 200810235983.1
• 申請日: 2008-11-19
• 公開（公告）號: CN101736385A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 張棟;張文靜;樂永康
• 申請（專利權）人: 蘇州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: C25D11/18
• 分類號: C25D11/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發明涉及一種鋁合金自潤滑表面的處理工藝，屬于材料表面處理技術領域。

背景技術

為解決鋁合金材料表面質軟、耐磨性差、摩擦系數高等弱點，需進行鋁及鋁合金的摩擦學表面改性處理。首先，在鋁合金表面進行硬質陽極氧化，隨后在氧化鋁膜表面及微孔內沉積各種潤滑性物質形成潤滑涂層，從而使鋁合金表面摩擦系數降低。

氧化鋁模板表面分布著大量納米級的孔洞，存在著較高的自由能，固體表面不能像液體那樣用減小表面積的方法來降低體系的表面自由能，只能靠吸附外部介質來降低體系的自由能，使表面處于更穩定的狀態，因此多孔氧化鋁模板表面對外部介質存在著很大的吸附力。將陽極氧化鋁浸入納米潤滑顆粒水分散液中，潤滑顆粒將沉積在陽極氧化鋁表面，一部分潤滑顆粒將沉積在氧化膜納米孔中。為了增強潤滑顆粒的活性，傳統的方法是對潤滑顆粒水分散液進行加熱，以增加進入孔洞內的顆粒數量，該方法稱為熱浸漬。然而在高溫下，納米顆粒很容易發生團聚長大，當粒徑大于氧化鋁多孔膜的孔徑時即無法進入孔內，繼續長大甚至會形成沉淀黏附于鋁合金表面，造成潤滑涂層的不均勻性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種鋁合金自潤滑表面的處理工藝。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

鋁合金自潤滑表面的處理工藝，包括以下步驟——

①超聲活化：將經過表面陽極氧化的鋁合金浸漬在納米潤滑顆粒水分散液中進行超聲振蕩；

②后續浸漬：超聲振蕩結束后，陽極氧化鋁合金在納米潤滑顆粒水分散液中繼續浸漬；

③干燥：將陽極氧化鋁合金從納米潤滑顆粒水分散液中取出自然晾干；

④熱處理：將晾干后的陽極氧化鋁合金在340℃～390℃溫度下進行保溫，保溫時間為30min～120min，保溫結束后從爐中取出空冷。

進一步地，上述的鋁合金自潤滑表面的處理工藝，所述的納米潤滑顆粒水分散液為聚四氟乙烯(PTFE)納米潤滑顆粒水分散液，或二硫化鉬納米潤滑顆粒水分散液，或聚四氟乙烯與二硫化鉬的混合水分散液。

更進一步地，上述的鋁合金自潤滑表面的處理工藝，步驟①中超聲振蕩的時間為5min～30min。

再進一步地，上述的鋁合金自潤滑表面的處理工藝，步驟②中浸漬的時間為20min～60min。

本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

采用本發明工藝可以在鋁合金表面形成潤滑涂層，潤滑涂層與鋁合金表面結合緊密，從而使鋁合金表面具有很低的摩擦系數和很長的自潤滑壽命。其中，超聲振蕩活化效果優于傳統的熱浸漬方法，而且不會造成潤滑顆粒團聚；后續浸漬工藝，進一步提高了潤滑顆粒在氧化膜表面和孔內的沉積率；自然晾干工藝使得鋁合金表面潤滑涂層完整，不存在裂紋；熱處理工藝保證了潤滑涂層與鋁合金表面緊密結合，工藝簡潔，經濟效益和社會效應顯著。

具體實施方式

本發明提出鋁合金自潤滑表面的處理工藝，利用超聲振蕩對納米潤滑顆粒分散液進行活化，超聲波是機械震動能量的傳播，在液體中形成有效的攪動與流動，對納米潤滑顆粒水分散液中的顆粒產生粉碎、分散作用，使得部分納米潤滑顆粒尺寸降低。液體中往往存在一些真空的或含有少量氣體或蒸汽的小氣泡，當一定頻率的超聲波作用于液體時，小氣泡在超聲作用下逐漸變大，聲波的稀疏階段使小氣泡迅速漲大，聲波的壓縮階段小氣泡又被絕熱壓縮，直至湮滅。湮滅過程中，小氣泡內部達幾千度的高溫和幾千個大氣壓的高壓，即稱為超聲波的空化作用，該作用使得空化氣泡在十分迅速的潰陷過程中瞬間產生高溫、高壓和強烈的沖擊波，從而，提高潤滑顆粒水分散液的傳質速度、滲透能力，對氧化鋁模板表面起到良好的活化作用，增強對潤滑顆粒的吸附力。

本發明工藝主要包括：

(1)超聲活化

將經過表面陽極氧化的鋁合金浸漬在納米潤滑顆粒水分散液(聚四氟乙烯PTFE納米潤滑顆粒水分散液，或二硫化鉬納米潤滑顆粒水分散液，或聚四氟乙烯與二硫化鉬的混合水分散液)中進行超聲振蕩，超聲時間在5min～30min。

(2)后續浸漬

在超聲波的作用下，潤滑顆粒部分進入氧化鋁多孔膜的微小孔隙中，但是由于超聲波的強烈振蕩，潤滑顆粒的填充量很少；在經過超聲振蕩活化之后，多孔氧化鋁模板對潤滑顆粒的吸附力增強，同時潤滑顆粒水分散液的傳質速度、滲透能力提高，此時繼續將氧化鋁膜在潤滑顆粒水分散液中浸漬，將使更多的顆粒進入孔洞及吸附在多孔表面，浸漬時間在20min～60min。

(3)干燥