一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法技术

本发明专利技术公开了一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法，解决了现有技术的铝基叶轮电镀技术得到的镀层与铝基体的结合强度低，镀层耐腐蚀性及硬度差的问题，本发明专利技术通过对铝基叶轮进行预处理，先在铝基叶轮表面形成一层过渡层，并使隐藏在过渡层晶格之间的杂质气化能完全去除，再在过渡层上进行电镀，利用镀层与过渡层之间机械作用与化学作用的配合，可大大提高了镀层与过渡层之间结合强度；还通过优化镀液配方和施镀工艺条件，在铝基叶轮表面形成一层Ni-P-PTFE复合镀层，得到的复合镀层光滑致密，硬度高，耐磨性及耐腐蚀性好，且具有优异的不粘性，与涡轮增压器压端铝基叶轮的结合强度高，能大大延长涡轮增压器压端铝基叶轮的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机
，尤其是涉及一种用于低压废气再循环发动机上的涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法.
技术介绍
铝及铝合金由于密度小、比强度高、易于压力加工、成本低等特点，在电子、汽车、航空、国防等诸多领域得到广泛应用。目前低压废气再循环发动机上涡轮增压器压端采用的叶轮便是铝基叶轮。而采取低压废气再循环的发动机所输送的混合气除了吸入的新鲜空气外，还有湿废气，后者主要由残留的氧、燃烧产物水和二氧化碳，以及少量的氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳、未燃烃等有害成分构成，由于废气中所含有多种有害成分，因此低压废气输入涡轮增压器中后便会对增压器压端的铝基叶轮带来如下影响:1、水冷凝造成的液滴冲击；2、酸性凝结物造成的腐蚀；3、树脂状的沉积物。由于铝及铝合金硬度低、耐磨剂耐腐蚀性差等缺点，铝基叶轮实际上并不能直接用于涡轮增压器中，因此必须对铝基叶轮进行表面处理。目前对铝基体进行表面处理最常用的一种方法是电镀，通过电镀使铝基叶轮表面形成一层镀层以提高其硬度、防腐蚀性能等特性，但是铝基体是一种难镀基体，形成的镀层与铝基体之间的结合强度 低，易产生起皮和脱皮等现象，主要原因是:(I)铝质软，膨胀系数大，镀层与铝基体的结合强度很低；(2)铝基与镀层之间往往隐藏有氢气、水分等杂质，杂质的存在不仅易造成镀层出现针孔、麻点等缺陷，影响镀层的硬度及耐腐蚀性能，还会影响镀层与铝基体的结合强度。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术的铝基叶轮电镀技术得到的镀层与铝基体的结合强度低，镀层耐腐蚀性及硬度差的问题，提供了，本专利技术的工艺步骤简单，形成的镀层均匀致密，硬度高，耐磨性及耐腐蚀性好，且具有优异的不粘性，与涡轮增压器压端铝基叶轮的结合强度高，能大大延长涡轮增压器压端铝基叶轮的使用寿命。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案: ，包括以下步骤: (一)预处理 Cl)除油:将铝基叶轮置于除油液中浸泡Hmin后取出浙干。(2)微蚀:将步骤(1)中的铝基叶轮置于微蚀液中浸泡3~5min后取出，用去离子水清洗。通过微蚀使铝基叶轮表面变粗糙，形成不规则的凹坑，这些凹坑可作为后续步骤中过渡层的附着点，从而以提高叶轮铝基体与过渡层之间的结合强度。(3)生成过渡层:将步骤(2)中的铝基叶轮置于去离子水中超声清洗，洗净后将铝基叶轮浸入质量浓度15~20%的水合肼溶液中浸泡3(T40min，取出后用去离水进行清洗。利用质量浓度15~20%的水合肼对铝基叶轮进行处理，只是对铝表面处理而不伤及铝基叶轮的本体。通过水合肼溶液的极化作用，铝基叶轮表面形成一层凹凸不平的导电氧化膜(即过渡层)，该氧化膜可以防止叶轮的铝基体被腐蚀，同时该氧化膜表面呈细小的、分布均匀的蜂窝状，表面更为粗糙，能大大提高铝基叶轮的表面积，与镀层之间可形成机械啮合作用，能大大提高镀层与过渡层之间的结合强度，另外，该氧化膜中水合结构的-OH能与镀液中的聚四氟乙烯(PTFE)发生反应，产生高强度的共价键结合，从而使镀层与过渡层之间的结合强度进一步提高。本专利技术通过水合肼溶液的处理在铝基叶轮表面形成一层导电氧化膜，利用镀层与过渡层之间机械作用与化学作用的配合，可大大提高了镀层与过渡层之间结合强度。(4)活化:将步骤(3)得到的铝基叶轮置于无水乙醇中浸泡3~5min后取出，于相对湿度< 10%的环境下恒温烘干。活化是本专利技术的关键点，由于过渡层的晶格之间往往会隐藏一些杂质(如氢、氧、水分等)，这些隐藏在晶体的晶格之间的杂质不仅会造成镀层出现针孔、麻点等缺陷，还会影响镀层与铝基体的结合强度。因此，本专利技术将过渡层在易挥发无水乙醇中浸泡，再在相对湿度< 10%的干燥环境下烘干，以使得隐藏在过渡层晶格之间的杂质气化能完全去除，从而有效提高过渡层与镀层之间的结合强度，相对湿度在10%以下，以保证除杂的效果。(二)电镀 将步骤(4)得到的铝基叶轮置于镀液中进行电镀，使铝基叶轮表面生成厚度为5~100 μ m的镀层即可。镀层的厚度可通过电镀时间控制，这是本领域的常规技术手段，便不在此赘述。作为优选，步 骤(1)中，所述除油液的具体配方为:碳酸钠15~20g/L，磷酸钠25^30g/L, 0P-10乳化剂f3g/L。本专利技术对除油液的组分、各组分的浓度进行了筛选优化，使其具有优异的除油效果佳，且易清洗，本专利技术的除油液为弱碱性，在保证除油效果的同时能避免对铝基叶轮的腐蚀，0P-10乳化剂在除油液中可起到促进、加速出油的作用，0P-10乳化剂的含量过高，会产生较多的泡沫，影响清洗效果。作为优选，所述除油液的温度为3(T40°C。除油温度控制在3(T40°C，可加快皂化反应速度和皂化产物的溶解度，加速除油过程，提高除油效果，但是温度过高，会造成铝基叶轮的腐蚀。作为优选,步骤(2)中，所述微蚀液为浓度为0.8~lmol/L的氢氧化钠溶液。作为优选，步骤(3)中，水合肼溶液的温度为5(T60°C。水合肼溶液的温 度为5(T60°C，形成的过渡层表面粗糙度大，有利于形成机械啮合作用。作为优选，步骤(4)中，恒温烘干的温度控制在85~90°C。烘干温度控制在85^90 0C，既能保证杂质的去除效果，又能保证效率。作为优选，步骤(二)中，所述镀液的具体配方为:硫酸镍20(T250g/L，氯化镍2(T30g/L，次亚磷酸钠8~12g/L，硼酸35~40g/L，香豆素I~2g/L，酒石酸钾钠8~10g/L，复合表面活性剂l~3g/L，PTFE乳液8~10ml/L。本专利技术对镀液的配方进行了优化，其中，硫酸镍为主盐，起供给Ni+的作用；氯化镍可提高镀液的导电性，增加镀液的极化度，使镀液的分散能力得到改善；次亚磷酸钠作为还原剂，其用量较易准确控制；硼酸为缓冲剂，起到稳定镀液pH的作用，同时硼酸的加入还会使镀层结晶细致；香豆素可提高镀液的均镀性，使金属沉积是完全均匀的，不会导致小晶面的形成，同时使镀层表面光亮；酒石酸钾钠可改善镀液的匀镀性及镀层的致密性，使镀层光滑致密，硬度高；复合表面活性剂可有效防止镀层表面出现针孔现象；PTFE乳液中的PTFE颗粒自润滑性能，且防腐蚀性能优异，能和N1-P共沉积从而降低镀层的摩擦系数，提高镀层的自润滑性、耐磨性、耐腐蚀性能，还使镀层具有不粘性，能有效避免沉积物在铝基叶轮上的附着，最重要的是，镀液中的聚四氟乙烯(PTFE)能与氧化膜中水合结构的-OH发生反应，产生高强度的共价键结合，从而使镀层与过渡层之间的结合强度进一步提高。本专利技术通过优化镀液配方，可在铝基叶轮表面形成一层N1-P-PTFE复合镀层，该复合镀层光滑致密，硬度高，耐磨性及耐腐蚀性好，且具有优异的不粘性，与涡轮增压器压端铝基叶轮的结合强度高，能大大延长涡轮增压器压端铝基叶轮的使用寿命。作为优选，所述复合表面活性剂由全氟辛基季胺碘化物与烷基酚聚氧乙烯醚按质量比1: 2^3混合而成。本专利技术的镀液中含有PTFE颗粒，而PTFE是一种高疏水性物质，在与水组成的体系中，其表面不能被水润湿，不能在镀液中均匀分散，而本专利技术的关键正是在于让PTFE微粒均匀地分散于镀液中。本专利技术通过全氟辛基季胺碘化物与烷基酚聚氧乙烯醚的协同配合，能大大增加PTFE微粒的亲和力，使得PTFE微粒能均匀地分散于复合镀液中，同时还能避免P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）预处理（1）除油：将铝基叶轮置于除油液中浸泡1~5min后取出沥干；（2）微蚀：将步骤（1）中的铝基叶轮置于微蚀液中浸泡3~5min后取出，用去离子水清洗；（3）生成过渡层：将步骤（2）中的铝基叶轮置于去离子水中超声清洗，洗净后将铝基叶轮浸入质量浓度15~20%的水合肼溶液中浸泡30~40min，取出后用去离水进行清洗；（4）活化：将步骤（3）得到的铝基叶轮置于无水乙醇中浸泡3~5min后取出，于相对湿度≤10%的环境下恒温烘干；（二）电镀将步骤（4）得到的铝基叶轮置于镀液中进行电镀，使铝基叶轮表面生成厚度为5~100μm的镀层即可。

【技术特征摘要】
1.一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法，其特征在于，包括以下步骤: (一)预处理 (1)除油:将铝基叶轮置于除油液中浸泡f5min后取出浙干； (2)微蚀:将步骤(1)中的铝基叶轮置于微蚀液中浸泡:T5min后取出，用去离子水清洗； (3)生成过渡层:将步骤(2)中的铝基叶轮置于去离子水中超声清洗，洗净后将铝基叶轮浸入质量浓度15~20%的水合肼溶液中浸泡3(T40min，取出后用去离水进行清洗； (4)活化:将步骤(3)得到的铝基叶轮置于无水乙醇中浸泡3~5min后取出，于相对湿度≤10%的环境下恒温烘干； (二)电镀 将步骤(4)得到的铝基叶轮置于镀液中进行电镀，使铝基叶轮表面生成厚度为.5~100 μ m的镀层即可。2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法，其特征在于，步骤(1)中，所述除油液的具体配方为:碳酸钠15~20g/L，磷酸钠25~30g/L，OP-1O乳化剂I~3g/L。3.根据权利要求1或2所述的一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法，其特征在于，所述除油液的温度为3(T40°C。4.根据权利要求1所述的一种涡轮增压器压端铝基叶轮的防腐蚀方法，其特征在于，步骤(2)中，所述微蚀液为浓度为0.8^1mol/L的氢氧化钠溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫德，杨阳，钱衍芳，王永红，
申请(专利权)人：宁波丰沃涡轮增压系统有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33