[發明專利]一種新型激光處理的防腐增強型鋁鎂合金制備方法

在審

• 申請號: 201711123525.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107914079A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 周銳;沈飛;林圣棟;張國彪
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/60;B23K26/70
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,陳丹艷

技術領域

本發明涉及一種新型激光處理的防腐增強型鋁鎂合金制備方法。

背景技術

腐蝕在人們生產實踐和生活中是一種經常見到的現象，每時每刻都在發生。日常用的刀、工具；工廠里的設備、管道；火車、輪船等交通工具，使用一段時間后，都會出現涂層脫落，生銹等現象。腐蝕給人類造成的危害甚至超過風災，火災等各種自然災害。有資料顯示，因腐蝕造成的損失，最低可占國民生產總值的1.25％。鋁鎂合金作為在一種在航空航天等領域廣泛應用的材料，以質堅量輕、密度低、散熱性好、抗壓性強等特點著稱。鑒于鋁鎂合金在各領域的廣泛應用，有效提升其防腐性能，在節約資源、延長使用壽命等方面起著至關重要的作用。

目前，除了傳統使用防腐涂料、表面鍍層、表面鈍化和油脂防腐等方法外，增加金屬表面與液體之間的接觸角度，使其具有超疏水性能，大大降低了固液面之間的接觸面積，使得腐蝕性液體難以接觸金屬表面本身，亦能夠提高了耐腐蝕性。

現在超疏水表面主要通過兩步法來制備，即首先通過化學刻蝕、陽極氧化、電化學沉積、化學氣相沉積、氧化-脫水等方法制備具有一定表面粗糙度的表面微納結構；然后使用低表面能材料如氟硅烷、脂肪酸等物質進行表面修飾。盡管超疏水表面已經通過以上方法被制備出來，但以上方法也存在諸多局限性，如耗時長、制備程序繁瑣、材料昂貴、使用的化學藥品有毒等。固體表面的粗糙結構對材料的超疏水性能非常重要，但超疏水表面上制得的粗糙結構一般比較脆弱，容易在使用過程中受沖擊、摩擦等機械作用或因加工受機械作用而遭到破壞。超疏水表面材料的快速制備、降低成本及其材料表面的穩定性是其工業應用的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供了一種新型激光處理的防腐增強型鋁鎂合金制備方法，解決了上述背景技術中的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種新型激光處理的防腐增強型鋁鎂合金制備方法，包括如下步驟：

(1)將鋁鎂合金片置于無水乙醇中超聲處理8～12min，取出后用去離子水清洗并用濾紙吸干，去除油污和雜質；

(2)用脈沖光纖激光燒蝕步驟(1)處理的鋁鎂合金片的表面，相鄰激光掃描線間距為100～400μm，得到具有網格結構的鋁鎂合金片；所述脈沖光纖激光的激光焦距為328～330mm，照射在鋁鎂合金片表面的光斑直徑為0.04～0.06mm，功率為24～26W，脈沖重復頻率為19～21kHz，能量密度為63～64J·cm^-2；

(3)將步驟(2)中激光處理后的鋁鎂合金片置于硬脂酸溶液或乙醇溶液中作疏水化處理，浸泡時間為1.5～2.5h，溶液濃度為1.5～2.5g/L，溫度為55～65℃；

(4)取出步驟(3)中鋁鎂合金片，置于室內自然風干。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(1)中超聲處理時間為10min。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(2)中具有網格結構的鋁鎂合金片，其網格為邊長100～400μm的正方形。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(2)中相鄰激光掃描線間距為300μm，得到具有網格結構的鋁鎂合金片，所述鋁鎂合金片的網格為邊長300μm的正方形。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(2)中激光焦距為329mm，照射的光斑直徑為0.05mm，功率為25W，脈沖重復頻率為20kHz，能量密度為63.66J·cm^-2。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(3)中浸泡時間為2h。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(3)中硬脂酸溶液或乙醇溶液濃度為2g/L。

在本發明一較佳實施例中，所述步驟(3)中溫度為60℃。

本技術方案與背景技術相比，它具有如下優點：

1.本發明靈活方便，通過電腦控制激光加工參數，在鋁鎂合金表面構造微納米網格結構；且網格的大小、微納米顆粒的分布情況以及導致的防腐增強具體效果等均可以通過改變參數進行調控。

2.激光處理獲得材料表面一定的粗糙度的同時極大地減小了對原有材料的損傷程度，保證材料粗糙結構在使用過程中受沖擊、摩擦不易受到破壞。

3.通過激光加工與疏水劑的二步結合，步驟簡單，無后污染物，易于大規模應用，后處理步驟簡單，激光處理后的鋁鎂合金片只需經過一步簡單的疏水化處理，就能使鋁鎂合金片具有卓越的超疏水性能，同時帶來防腐性能的增強效果，有效避免了傳統方法處理時的資源浪費和環境污染。

4.本發明所述工藝簡單、耗時短，制備的產品質量高、所需材料價格低廉，防腐效果增強明顯。