一种耐腐蚀铝合金的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种耐腐蚀铝合金的制备方法，通过水热处理，氧化铝水热膨胀，有效的填充了硫化钼与孔壁的间隙，提高阳极氧化目的致密度，并通过后续的抛光，提高阳极氧化膜表面的粗糙度。粗糙度。粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀铝合金的制备方法


[0001]本专利技术属于一种金属表面处理
，具体来说涉及一种高耐腐蚀性、高减磨润滑氧化铝的制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金材料由于其比重小、延展性优良、导电性好和耐蚀性强、易成型加工等优异的物理、化学性能，在电子、电力、航空、化工、建材、交通等许多工业部门及日常生活中得到了广泛的应用，成为目前金属材料中使用量仅次于钢铁的第二大类材料。但是随着工业技术的发展，对材料的性能要求越来越高，铝合金固有的硬度低、耐磨性差已不能适应日益苛刻的应用条件要求，可通过适当的表面处理工艺很好地解决这一难题。目前通过不断提高表面改性技术来改善铝合金性能已成为铝合金理论及应用研究的热点之一。铝合金阳极氧化技术是研究和应用最广泛的铝合金表面技术。
[0003]铝合金通过普通阳极氧化处理，表面将获得一层三氧化二铝膜，该膜层耐蚀性能和耐磨性能好，同时具有一系列优越的物理化学性能，提高了铝制品的使用寿命和应用范围，因此被誉为铝的“一种万能的表面膜”，而利用阳极氧化膜的多孔特性，通过匹配的各种特殊工艺，将不同的金属离子或有机物质沉积于膜孔之中，使铝合金表面具有更多的装饰性能或功能性能。
[0004]由于在铝材表面形成阳极氧化膜，所述阳极氧化膜表现为多孔凹凸不平的结构，所述氧化膜层在干摩擦工况下表现出较高的摩擦系数，不仅会增加摩擦功耗，还会加剧两种耦合材料的磨损，造成部件失效。因此，阳极氧化膜用以改善陶瓷膜层的减摩性能被广泛研究。
[0005]如：CN201910935937A公开了一种铝合金表面固载二硫化钼薄膜的方法，首先使用二次阳极氧化方法在6061等铝合金表面生成多孔氧化铝薄膜，然后利用射频磁控溅射技术将二硫化钼固体润滑剂引入到多孔氧化铝薄膜。经固载后的6061等铝合金表面的摩擦系数最低可到0.16，远低于6061铝合金的摩擦系数1.10；固体润滑剂沉积在多孔氧化铝薄膜表面，可摩擦循环9750次，具体过程如下：将6061铝合金片进行超声、化学抛光、电化学抛光处理后，在0.3mol/L的草酸去离子水溶液中进行二次脉冲阳极氧化，形成规则的多孔阵列结构的氧化铝薄膜；将样品取出用去离子水冲洗，烘干；完成二次阳极氧化的铝片放入磁控溅射覆膜系统中，溅射时间定为30min，溅射温度设置为150℃，溅射功率分别为100W，背底真空度为5
×
10
‑4Pa，预溅射时间为180s，氩气压力为2Pa。经过抽真空、加热、预溅射、调压、溅射，冷却至50℃取出。
[0006]由所述专利中的说明书附图和制备方法可以明确得出，所述硫化钼是完全覆盖到阳极氧化膜的表面的，即所述专利的主要目的在于“阳极氧化出的氧化铝多孔阵列与溅射出的二硫化钼润滑剂结合，改变传统铝基体与二硫化钼结合的方式”，即所述复合材料所有的物理化学性质均由硫化钼提供，如减少铝材的摩擦系数，即所述专利仅仅是阳极氧化膜和硫化钼的简单叠加，这就导致阳极氧化膜的耐腐蚀性、阳极氧化阵列的均匀性不能有效
的发挥。
[0007]CN201110069772公开了一种铝合金外观件的制作方法，主要包括以下步骤：(1)冲压成型；(2)脱脂；(3)阳极氧化；(4)染色；(5)封孔。相较于现有技术，本专利技术一种铝合金外观件的制作方法具有以下优点：产品具备阳极色彩效果、金属高光质感以及渐层颜色变化的外观效果；采用阳极氧化表面处理，产品表层不易脱落生锈，色泽始终如新；产品表面耐磨性高，手感温润滑爽；为工业设计提供多样化的产品外观选择，满足更多消费需求。本专利技术提供的一种铝合金外观件的制作方法，可用于制作各种3C产品的外观件，特别是笔记本电脑、平板电脑、手机及数字音视频播放设备等，所述 步骤(5)中，将染色后的该铝合金外观件浸入含0.3wt％醋酸镍和0.3wt％二硫 化钼的混合封孔剂中，封孔温度90℃，封孔时间30min。
[0008]所述专利是在阳极氧化膜封孔过程中引入硫化钼，以期获得润滑的外观效果，但是在封孔过程中，硫化钼作为无机添加颗粒，几乎上是包覆在氧化铝膜内部的，即硫化钼的减摩效果依旧有待提高。
[0009]CN201910070430A一种铝合金高减磨润滑纳米级二硫化钼覆盖层的制备方法，包括一个制备二硫化钼电泳液的步骤，所述的二硫化钼电泳液由水溶性树脂、二硫化钼、蒸馏水组成；在水溶性树脂中先按照二硫化钼，再加入蒸馏水就获得了二硫化钼电泳液；将阳极氧化后的铝工件洗干净，放置于二硫化钼电泳槽中，电泳槽中采用不锈钢板或者铅板为阴极，通电，阳极氧化后的铝工件作为阳极，使得纳米级的二硫化钼向阳极氧化后的铝工件移动，在阳极氧化后的铝工件的表面形成二硫化钼涂层；将工件从电泳槽中取出，在烘箱中固化，即得铝合金高减磨润滑纳米级二硫化钼覆盖层。通过本专利技术的方法获得的涂层，光滑，细微、摩擦系数小，附着力强，耐摩擦性能好。
[0010]所述专利通过电泳的方法，在阳极氧化膜上涂覆有机物质和硫化钼，但是本领域技术人员知晓的，含有阳极氧化膜的铝材作为电极时，即其导电性明显受阻，此外电泳过程中，由于阳极氧化膜的已经被完全的封孔，导致电泳漆和阳极氧化膜的结合力也不强。
[0011]
技术实现思路
：基于现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种高耐腐蚀性、高减磨润滑氧化铝的制备方法，以解决现有技术中阳极氧化膜的粗糙度低、摩擦系数高、耐腐蚀性差的问题，具体方法如下：一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其包括如下处理步骤：（1）对铝合金进行表面预处理，所述热处理包括有退火热处理、电化学抛光；（2）阳极氧化处理，所述阳极氧化使用的电解液为磷酸和草酸铝的混合水液；（3）扩孔处理，所述扩孔过程中使用的溶液为磷酸,（4）物理溅射硫化钼；（5）水热处理；（6）抛光处理。
[0012]在一些实施例中，所述退火热处理：于420
‑
450
o
C下退火3
‑
5h。
[0013]在一些实施例中，所述电化学抛光处理是在体积比为1∶3的高氯酸和无水乙醇，温度为23℃，电压为21V，抛光时间为4分钟。
[0014]在一些实施例中，所述阳极氧化参数为：以经过预处理的铝合金为阳极，以惰性金
属为阴极，以0.5
‑
1wt.%磷酸和0.006
‑
0.007M的草酸铝的水溶液为电解液，使用温控冷却设备控制阳极氧化温度为23
‑
25
o
C，对应的氧化电压为160
‑
190V，对应的阳极氧化时间为3
‑
5min。
[0015]在一些实施例中，所述扩孔处理使用的磷酸浓度为4
‑
5wt.%，时间为30
‑
40min。
[0016]在一些实施例中，所述物理溅射:(a)使用真空泵抽真空至1
×
10
‑3Pa后，通入惰性气体氩气，启动脉冲偏压电源，电压设置在700V
‑
800V，对样品表面进行约3
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于包括如下处理步骤：（1）对铝合金进行表面预处理，所述热处理包括有退火热处理、电化学抛光；（2）阳极氧化处理，所述阳极氧化使用的电解液为磷酸和草酸铝的混合水液；（3）扩孔处理，所述扩孔过程中使用的溶液为磷酸,（4）物理溅射硫化钼；（5）水热处理；（6）抛光处理。2.如权利要求1所述的一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于所述退火热处理：于420
‑
450
o
C下退火3
‑
5h。3.如权利要求1所述的一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于所述电化学抛光处理是在体积比为1∶3的高氯酸和无水乙醇的溶液中处理，温度为23℃，电压为21V，抛光时间为4分钟。4.如权利要求1所述的一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于所述阳极氧化参数为：以经过预处理的铝合金为阳极，以惰性金属为阴极，以0.5
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1wt.%磷酸和0.006
‑
0.007M的草酸铝的水溶液为电解液，使用温控冷却设备控制阳极氧化温度为23
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25
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C，对应的氧化电压为160
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190V，对应的阳极氧化时间为3
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5min。5.如权利要求1所述的一种耐腐蚀铝合金的制备方法，其特征在于所述扩孔处理使用的磷酸浓度为4
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【专利技术属性】
技术研发人员：张健，
申请(专利权)人：张健，
类型：发明
国别省市：