[發明專利]一種鋁合金的表面處理結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202211093402.1
• 申請日: 2022-09-08
• 公開（公告）號: CN115161733B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 朱玉沖
• 申請（專利權）人: 蘇州優緣建材有限公司
• 主分類號: C25D5/44
• 分類號: C25D5/44;C25D11/08;C25D11/10;C25D11/18;C25D3/44;C25D3/12;C25D15/00
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 劉純

一種鋁合金的表面處理結構及其制備方法，包括在鋁合金的表面依次層疊設置的噴砂層、復合鎳層、鋁層、陽極氧化層；其中，所述鋁層采用電鍍的方式，其電鍍液B包括bmimCl、AlCl₃，bmimCl與AlCl₃的摩爾比為1:2；所述陽極氧化層采用先經陽極氧化處理生成多孔陽極氧化鋁膜層、再經激光重熔處理生成微納結構、最后經低表面能處理生成超疏水結構的方式。本發明所述的鋁合金的表面處理結構及其制備方法，通過在鋁合金表面的純鋁層上進行陽極氧化處理，解決了由于鋁合金存在Fe、Cu、Si等雜質導致的陽極氧化處理外觀效果不佳、應用受限的問題，陽極氧化層具有超疏水表面，具有優異的防腐蝕性能。

技術領域

本發明屬于金屬表面處理領域，具體涉及一種鋁合金的表面處理結構及其制備方法。

背景技術

鋁合金密度低、可塑性高、延展性好，因此可通過擠壓、鑄造等工藝獲得各種鋁合金零部件以及工藝品，被廣泛應用于航空航天、汽車工業和食品包裝等領域。同時，鋁合金沒有低溫脆性，是良好的低溫材料，被應用于南極科考船儀表、冷藏車廂和經極寒地帶高鐵車廂制備中。

腐蝕是鋁合金失效的重要原因，一旦發生鋁合金局部腐蝕出現仍置之不理，長久下去必會影響鋁合金使用壽命，造成環境污染以及資源浪費，甚至會造成安全事故。因此，如何提高鋁合金耐腐蝕性，成為大家關注的焦點。

目前，公認的提高鋁合金耐腐蝕性能的途徑：一是改善鋁合金內部金屬結構，通過在合金相上著手，通過熱處理調控鋁合金內各相結構，從而獲取更加耐蝕的鋁合金；二是在鋁合金進行表面處理形成一層耐腐蝕性薄膜或涂層，將腐蝕介質與鋁合金分隔，從而緩解鋁合金被腐蝕。

陽極氧化技術是如今可進行工業化大規模批量生產的鋁合金表面處理技術中應用較為廣泛的一種。由于有的壓鑄鋁合金存在Fe、Cu、Si等雜質過多的情況，經陽極氧化技術處理后，壓鑄鋁合金表面的氣泡、劃痕、起皮等缺陷都會被顯露出來，有的還會發生變色現象，使得壓鑄鋁合金難以達到理想外觀效果。這就造成只有部分的壓鑄鋁合金可以做陽極氧化處理，使其應用大大受限。

中國專利申請號為201510490736.6公開了一種具有復合結構的鋁或鋁合金及其制備工藝，以鋁或鋁合金基材為基礎，所述鋁或鋁合金基材表面具有磨砂層，在所述磨砂層上依次形成化學鎳層、電鍍銅層、電鍍半光鎳層和電鍍鉻層，以來解決鋁合金無法通過陽極氧化實現進行金屬質感外觀的問題。

其次，雖然目前陽極氧化技術在最近半個世紀得到充分的發展，例如，中國專利申請號為201910622987.3公開了一種鋁型材陽極氧化電解液及其制備方法、以及鋁型材的陽極氧化工藝，陽極氧化的電解液由植酸、黃腐酸、pH調節劑和水構成，其電解液完全無毒無害，是綠色環保的，其中該發明的實施例2的效果最佳，得到的氧化膜厚度達到了38μm，耐腐蝕性時間達到了10h。中國專利申請號為201910495257.1公開了陽極氧化電解液及方法、具有陽極氧化膜的鋁或鋁合金，該電解液包含以下組分：40～60g/L硫酸；8～20g/L有機弱酸；5～30ml/L成膜促進劑；電解液中以水作為溶劑，其在中性鹽霧腐蝕試驗中，連續336h測試過后要求試樣表面無明顯腐蝕或無腐蝕。

但是，上述這些陽極氧化工藝所生產制備的鋁合金表面致密氧化鋁薄膜的防腐性質仍不能充分滿足極端環境下的使用。比如航海設備、礦業專探等惡劣環境設備下，在惡劣的化工生產強酸環境、高鹽含量的航海潮濕環境中，鋁合金的使用范圍仍然非常有限制。

因此，需要研發出一種鋁合金的表面處理結構，使具有該表面結構的鋁合金既具有理想外觀效果，又具有優異的耐腐蝕性能，滿足極端環境下的使用。

發明內容