[發明專利]一種鋁合金表面硬化處理工藝

在審

• 申請號: 201810607796.5
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108690997A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 杜鋒;杜宛馨;張宏壯;李晶;范鳳玉;伍旭東;周軼杰;郭楠
• 申請（專利權）人: 杜鋒
• 主分類號: C25D3/12
• 分類號: C25D3/12;C25D5/06;C25D5/44;C25D5/50;C21D10/00
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 李青

一種鋁合金表面硬化處理工藝涉及激光和電鍍應用領域，解決了鋁合金表面硬度提高的問題。該制備方法包括：采用金相砂紙打磨鋁合金表面，使鋁合金表面變得光潔平滑；將步驟一所述的打磨后工件放置在金相試樣拋光機上拋光處理；放置在去離子水中超聲波清洗；利用電刷鍍方法在步驟二所述的清洗后的拋光件表面構筑鎳鍍層，分別采用丙酮和去離子水進行超聲波清洗，然后將表面進行烘干處理；將步驟三所述的烘干后的電刷鍍處理后工件采用激光加工方法，使其表面實現溝槽結構；放置在去離子水中超聲波清洗5min左右；將步驟四所述的清洗后的激光復合加工工件放置在干燥箱熱處理，溫度和時間分別為150℃和2小時，然后冷卻至室溫，使鋁合金表面的硬度提高。

技術領域

本發明屬于激光和電鍍應用領域，具體涉及一種鋁合金表面硬化處理工藝。

背景技術

隨著中國工業的迅速發展，零部件的保護越來越受到人們的重視，鋁合金具有高的比強度和較好的加工性等優點，被廣泛運用于航天、交通運輸、工程和結構應用等領域。不足之處是作為摩擦材料，鋁合金存在質軟、磨損大、粘著磨損嚴重等問題。目前有大量關于改善鋁合金表面的耐磨性能的研究，但大多集中在熱處理、微弧氧化、離子注入或熱噴涂陶瓷層等表面改性方面。目前電刷鍍技術和激光技術在表面工程領域的應用迅速普及，引起了研究人員的關注。而兩種技術相結合的方法使得鋁合金表面得到硬化處理研究甚少。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種鋁合金表面硬化處理工藝，使鋁合金表面硬度得到提高。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種鋁合金表面硬化處理工藝，該制備方法包括步驟如下：

步驟一：采用金相砂紙打磨鋁合金表面，使鋁合金表面變得光潔平滑；

步驟二：將步驟一所述的打磨后工件放置在金相試樣拋光機上拋光處理；放置在去離子水中超聲波清洗；

步驟三：利用電刷鍍方法在步驟二所述清洗后的拋光件表面構筑鎳鍍層，電刷鍍時間10min，電壓為8-16V；所涉電刷鍍鍍液成分為： NiSO₄.6H₂O(265g/L)、檸檬酸三銨(55g/L)、氨水(105g/L)和醋酸銨 (23g/L)，其中鍍液pH為7.5；分別采用丙酮和去離子水進行超聲波清洗，然后將表面進行烘干處理；

步驟四：將步驟三所述烘干后的電刷鍍處理后工件采用激光加工方法，使其表面實現溝槽結構；放置在去離子水中超聲波清洗5min左右；

步驟五：將步驟四所述清洗后的激光復合加工工件放置在干燥箱熱處理，溫度和時間分別為150℃和2小時，然后冷卻至室溫，使鋁合金表面的硬度提高。

本發明的有益效果是：本發明的鋁合金表面硬化處理制備方法，得到的鋁合金表面鍍層具有相對特殊的表面結構，這種結構所具有的特性是單一刷鍍技術和單一激光技術難以實現的。其具有的鋁合金表面硬化處理可廣泛應用于汽車制造、輪船、化工、航天等領域的各種零部件表面。和鋁合金基體、普通單一的電刷鍍相比，表面的硬度和耐摩擦性得到提高。復合結構中溝槽深度可以通過激光功進行調節。

附圖說明

圖1電刷鍍激光復合加工制備方法模型示意圖；

圖2鋁合金基體摩擦磨損后試樣表面；

圖3電刷鍍激光復合加工后摩擦磨損后試樣表面.

具體實施方式

申請人采用電刷鍍技術與激光加工技術相結合的方法實現鋁合金表面的硬化處理。利用電刷鍍激光復合加工方法制備表面具有的微觀特殊結構，這種結構是單一刷鍍技術和單一激光加工技術難以實現的，因此本發明采用電刷鍍激光制備的這種表面結構，提高了表面的硬度和耐磨損性，使得表面得到硬化處理。