[發(fā)明專利]一種鋁合金表面改性處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201911199056.3
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110846607A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉紹剛;鄧榮輝
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇竣昌科技有限公司
• 主分類號: C23C4/131
• 分類號: C23C4/131;C23C4/04;C23C14/35;C23C14/06;C23C24/04;C23C28/00
• 代理公司: 北京馳納智財知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 蔣路帆

本發(fā)明提供了一種鋁合金表面改性處理方法，包括表面預(yù)處理、電弧噴涂、浸泡、磁控濺射鍍膜、冷噴涂層、穩(wěn)定后冷卻。通過采用電弧噴涂形成磷酸基涂層、鎂基復(fù)合涂層，提高了鋁合金的耐蝕性，通過磁控濺射鍍膜形成氮化硅層，提高了鋁合金的電磁屏蔽效果，最后冷噴涂納米Al?Zn?Si合金涂層，提高了鋁合金的耐腐蝕和耐磨性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金表面處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁合金表面改性處理方法。

背景技術(shù)

鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。作為金屬結(jié)構(gòu)材料的鋁合金而言，金屬腐蝕是常見的且必須面對的問題。對鋁及其合金進(jìn)行表面處理產(chǎn)生的氧化膜具有裝飾效果、防護(hù)性能和特殊功能，可以改善鋁及其合金導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐磨、耐腐蝕以及光學(xué)性能等。因此,國內(nèi)外研究人員運(yùn)用各種方法對其進(jìn)行表面處理，以提高它的綜合性能，并取得了很大進(jìn)展，目前市場上大多是通過硝酸溶液來對鋁合金工件表面進(jìn)行清洗后進(jìn)行拋光，將其表面的雜質(zhì)去除，但是通過硝酸處理后鋁合金只能對鋁合金部分部位的腐蝕起到抑制效果，鋁合金整體的耐腐蝕性能未有提高。因此，發(fā)明一種鋁合金的表面處理工藝來解決上述問題很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的鋁合金表面耐腐蝕等性能不佳的問題，本發(fā)明提供了一種鋁合金表面改性處理方法。

一種鋁合金表面改性處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一，表面預(yù)處理，將鋁合金表面進(jìn)行沖洗，去除生產(chǎn)過程中鋁合金表面殘留的灰塵和粉末，沖洗后，將鋁合金表面進(jìn)行去毛刺拋光打磨，打磨后，再用乙醇清洗至表面光滑潔凈；

步驟二，電弧噴涂，采用電弧噴涂法在步驟一所得鋁合金表面形成磷酸基涂層、鎂基復(fù)合涂層，所述電弧噴涂的電壓為30-32V，電流100-110A，噴涂距離為150±5mm，霧化氣體壓力0.6-0.75MPa；

步驟三，浸泡，將步驟二所得鋁合金浸泡于改性植物油中0.5-1h；

步驟四，磁控濺射鍍膜，采用磁控濺射鍍膜法在步驟三所得的鋁合金表面上形成氮化硅層，以氮化硅靶為靶材，設(shè)置氮化硅靶電源功率為25-30Kw，霧化氣體流量為100-200sccm，鍍膜溫度為150-200℃，鍍膜時間為10-15min，施加于鋁合金上的偏壓為-(150-200)V；

步驟五，冷噴涂層，將步驟四得到的鋁合金表面采用冷噴涂制備納米Al-Zn-Si合金涂層，Al、Zn、Si的質(zhì)量比為1:3：0.2，鋁合金固定不動，噴槍對其直線噴涂，噴涂氣體采用氮?dú)猓d氣溫度為500℃-600℃，送粉壓力為5MPa-7MPa，噴涂距離為20-35mm，氣體流量為60-70m3/hr，送粉量為0.5-1m3/hr；

步驟六，穩(wěn)定后冷卻，將步驟五得到的鋁合金在150～200℃保溫處理1～3h后，在氮?dú)猸h(huán)境下冷卻至常溫。

在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，所述磷酸基涂層由以下組分按重量份配比組成：3-9份濕法磷酸、5-10份磷酸二氫鉀、1-5份堿金屬氧化物、5-20份硅酸鹽。

在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，所述鎂基復(fù)合涂層由基層、耐熱層、面層組成，所述基層含有原料重量占比為20-23％的氧化鎂；所述耐熱層由甲基三甲氧基硅烷、鈦酸烷基酯、硅烷偶聯(lián)劑、PE酯、硼酸鋅、硬脂酸、粉煤灰組成，所述面層含有原料重量占比為12-18％的氧化鎂。

在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，所述改性植物油是在植物油中添加由白炭黑、聚乙二醇、三聚氰胺組成的試劑，并置于常溫下攪拌均勻后，經(jīng)微波反應(yīng)10-20min，微波反應(yīng)溫度為30-40℃。

在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例中，所述堿金屬氧化物為氧化鋇、氧化鋅、氧化鎂、鐵氧化合物中的任意一種或幾種混合物。