[發明專利]一種鋁合金表面改性工藝及其制備的鋁合金表面耐磨結構

有效

• 申請號: 201410189102.2
• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103981517A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 劉成龍;黃偉九;吳冰冰;張小彬;張毅;王偉
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: C23C24/02
• 分類號: C23C24/02;B23K20/12
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種鋁合金表面改性工藝，其特征在于：

包括以下步驟：

第一步、打磨，用砂紙打磨鋁合金表面；

第二步、除油，用丙酮清洗鋁合金表面，并吹干；

第三步、開槽，在鋁合金表面均勻開設寬0.5-2mm，深1-3mm的溝槽；

第四步、混合，將體積百分比為50％～75％的MoSi₂粉末和25％～50％的MoS₂粉末球磨混合，得到混合粉末；

第五步、填料，先在溝槽中填充占溝槽容積20％-50％的MoSi₂粉末，然后在溝槽中填充占溝槽容積50％～75％的混合粉末并壓實；

第六步、封槽，用短針的攪拌頭進行攪拌摩擦加工封槽；

第七步、攪拌摩擦加工，用長針攪拌頭進行至少一道次的攪拌摩擦加工，并且相鄰道次攪拌頭的旋轉方向相反。

2.根據權利要求1所述的鋁合金表面改性工藝，其特征在于：所述第四步中采用行星式球磨機，球料的質量比為5:1，轉速為300rpm/min，球磨時間為3小時。

3.根據權利要求1所述的鋁合金表面改性工藝，其特征在于：所述第四步和第五步中MoSi₂粉末的平均粒徑為2-23μm，MoS₂粉末的平均粒徑小于等于1.5μm。

4.根據權利要求1或2或3所述的鋁合金表面改性工藝，其特征在于：所述第七步中攪拌摩擦加工的轉速為1000-1540rpm，移動速度25-90mm/min。

5.根據權利要求4所述的鋁合金表面改性工藝，其特征在于：所述第七步中攪拌摩擦加工的道次為1-4次。

6.根據權利要求5所述的鋁合金表面改性工藝，其特征在于：相鄰溝槽之間的間距d＝D/2，其中D為第七步中所用長針攪拌頭的軸肩直徑。

7.一種根據權利要求1或2或3或4或5或6任一所述鋁合金表面改性工藝制備的鋁合金表面耐磨結構，包括鋁合金基體(1)，其特征在于：在所述鋁合金基體(1)外覆蓋有一層復合材料層(4)，該復合材料層(4)包括均勻分布的鋁合金、MoSi₂和MoS₂三個組分，在所述復合材料層(4)與鋁合金基體(1)之間間隔有過渡層，所述過渡層由均勻間隔布置的鋁合金過渡條(2)和復合材料過渡條(3)構成，其中鋁合金過渡條(2)呈端面外窄內寬的不規則梯形條狀，該鋁合金過渡條(2)靠近鋁合金基體(1)的一側與鋁合金基體(1)一體相連，所述復合材料過渡條(3)呈端面外寬內窄的不規則梯形條狀，該復合材料過渡條(3)包括鋁合金、MoSi₂和MoS₂三個組分，并且其中MoSi₂的分布從靠近鋁合金基體(1)到遠離鋁合金基體(1)逐漸減少，鋁合金和MoS₂的分布從靠近鋁合金基體(1)到遠離鋁合金基體(1)逐漸增多。