【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金表面处理，具体为一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺。
技术介绍
1、铝合金属于轻金属材料，以金属铝为基础材料，并添加有一定量的合金化元素；由于添加的合金化元素的种类和数量不同，使其具有一些合金的特征。铝合金具有较高的强度、比强度和比刚度，良好的耐大气腐蚀性能、铸造和塑性加工性能，可作为结构材料，在航天航空、交通运输、建筑、机电、日用等领域有着广泛的应用。但铝合金在使用中，容易受腐蚀介质影响发生较快腐蚀现象，对其的正常使用造成负面影响。因此，我们提出一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，包括以下工艺：
3、步骤1、制备复合层：取铝合金，依次进行微弧氧化、电沉积；然后依次置于硝酸锌溶液、噻唑长链衍生物溶液中进行处理，形成复合层；
4、步骤2.封闭处理：将上一步骤得到的铝合金置于封闭液中进行封闭处理，得到高强度耐腐蚀铝合金。
5、进一步的，所述步骤1包括以下工艺步骤：
6、（1）微弧氧化：
7、将铝合金置于电解液a中进行微弧氧化，取出，水洗，氮气吹干，得到氧化层；
8、将上一步骤得到的铝合金作为工作电极，铂片为对电极，铂棒为参比电极，于电解液b中进行电沉积，在铝合金的表面沉积氧化锌，取出，水洗，
9、（2）制备复合层：
10、取上一步骤得到的铝合金，置于硝酸锌溶液中，加热反应，取出，晾干；
11、置于噻唑长链衍生物溶液中浸泡，取出，干燥，得到复合层。
12、进一步的，所述电解液a包括以下质量组分：5～10g/l硅酸钠、2～5g/l氢氧化钠、2.5～4.0g/l氟化钠、2～4g/l纳米氧化锌，ph为11.8～12.2；
13、纳米氧化锌：平均粒径30nm，来源于石家庄市京煌科技有限公司。
14、进一步的，所述微弧氧化的工艺条件为：正向电压400～500v，占空比40%～60%，频率200hz，氧化时长10～20min，电解液温度25～30℃。
15、进一步的，所述电解液b包括以下质量组分：0.1～1.0g/l硝酸锌、8～14g/l硝酸铈、4～8g/l硝酸铵。
16、进一步的，所述电沉积的工艺条件为：沉积电位-1.34～-1.50v，沉积时长5～17min，电解液温度60～80℃。
17、在上述技术方案中，采用微弧氧化工艺，在铝合金的表面制备氧化铝膜层，能够有效提高铝合金基体的耐磨和耐腐蚀能力。微弧氧化所使用的电解液中掺杂有纳米氧化锌颗粒，因其与氧化铝有着相似的化学活性，在电弧作用下能够与氧化铝膜层发生融合，实现氧化锌颗粒在氧化铝膜层中的掺杂，促进膜层中莫来石相的形成，抑制β氧化铝相的晶型转变，减少膜层中裂纹、孔洞等缺陷的产生，能够有效提高所制氧化层的硬度、耐磨和耐腐蚀性能。
18、然后进行电沉积，以硝酸锌为锌源，采用三电极体系在铝合金的表面沉积纳米氧化锌，有助于进一步改善铝合金表面的耐磨和耐腐蚀性能。氧化层能够作为种子层，使得氧化锌在其表面选择生长。电解液体系中添加有硝酸铝，使得铈元素与氧化锌共沉积，在沉积得到的氧化锌中掺杂稀土元素铈，纳米层中的铈元素和氧化铈，能够在腐蚀中形成难溶性的ce（oh）4，进一步增强纳米层的耐腐蚀性能。通过加入硝酸铵，使得电解液中的ph降低，锌离子能够与氨络合，抑制了片状氧化锌的产生，在铝合金表面实现氧化锌纳米柱的沉积，并有助于铈在氧化锌中的掺杂。且随着电解液中硝酸铵浓度的升高，氧化锌纳米柱的直径逐渐变小，间距变大，铈的掺杂量增加。氧化铝纳米柱在氧化层表面的生长，形成纳米层，能够构建铝合金的粗糙化表面，有助于修复氧化层，改善其表面疏水性，防止腐蚀介质在铝合金表面的润湿，提高了铝合金的耐腐蚀性能。
19、进一步的，步骤（2）中，硝酸锌溶液包括以下质量组分：9.3～12.0g/l硝酸锌、8～24mg/l硝酸钠，利用氨水调节体系ph至6.2～6.8；
20、所述加热反应的工艺条件为：温度70～78℃，时长24h。
21、在上述技术方案中，将经过微弧氧化、电沉积得到铝合金，置于硝酸锌溶液中加热，与铝合金表面的氧化铝反应，形成类水滑石结构，得到含有氧化锌纳米柱的水滑石膜层，能够对上一步骤形成的氧化层进行修复，减少其微孔和裂纹的数量；水滑石具有多孔特性，增加铝合金表面的粗糙度，然后利用噻唑长链衍生物进行修饰，能够构建得到具有超疏水特性的复合层，提高了铝合金的耐腐蚀性能。
22、进一步的，噻唑长链衍生物溶液的浓度为3.7～5.0g/l；浸泡时长为6～8h。
23、进一步的，所述噻唑长链衍生物由以下工艺制得：
24、将含巯基烷基酸、氢氧化钠、n,n-二甲基甲酰胺混合，加入5-溴-2-巯基苯并噻唑，搅拌6～8h；加入乙酸乙酯，抽滤，洗涤，收集有机相用无水硫酸钠干燥，抽滤，浓缩，乙酸乙酯溶解，层析，得到噻唑-长链化合物；
25、将噻唑-长链化合物，升温至60～65℃，缓慢加入氢氧化钠，30min内加完，反应100～150min；抽滤，干燥，得到噻唑长链衍生物。
26、进一步的，含巯基烷基酸、氢氧化钠、n,n-二甲基甲酰胺的比例为10g:2.3g:100ml；
27、含巯基烷基酸、5-溴-2-巯基苯并噻唑的质量比10:（7.4～9.3）。
28、进一步的，噻唑-长链化合物、氢氧化钠的质量比10:（1.6～1.7）；
29、氢氧化钠以水溶液的形式加入，氢氧化钠溶液的浓度为30%。
30、在上述技术方案中，5-溴-2-巯基苯并噻唑中的溴基与含巯基烷基酸中的巯基反应，而后利用氢氧化钠将其烷基酸离子化。通过噻唑长链衍生物与复合层间的静电作用，实现噻唑长链衍生物对于水滑石的插层和表面改性，提高其疏水性，并能够协同噻唑基团改善复合层的耐腐蚀性能。
31、进一步的，含巯基烷基酸为18-巯基十八酸或油酸衍生物；
32、油酸衍生物由以下工艺制得：
33、1.1.将硫酸镁、硫酸，于二氯甲烷中混合，搅拌15～20min；依次加入9,10-二羟基十八酸、叔丁醇，搅拌反应18～20h；加入饱和碳酸钠溶液终止反应，洗涤，无水硫酸钠干燥，旋蒸，得到二羟基化合物；
34、1.2.将二羟基化合物、邻苯二甲酸酐、二甲胺基吡啶，于二氯甲烷中混合，搅拌反应120～150min；减压蒸馏，洗涤，干燥，得到二羧基化合物；
35、1.3.将二羧基化合物、甲醇，于无水乙醇中混合，加入盐酸，升温至78～85℃，回流反应90～120min；旋蒸，萃取，将有机相用无水硫酸钠干燥，抽滤，脱溶，得到二酯基化合物；
36、1.4.将二酯基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：包括以下工艺：
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述步骤1包括以下工艺步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述电解液A包括以下质量组分：5～10g/L硅酸钠、2～5g/L氢氧化钠、2.5～4.0g/L氟化钠、2～4g/L纳米氧化锌，pH为11.8～12.2；
4.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述电解液B包括以下质量组分：0.1～1.0g/L硝酸锌、8～14g/L硝酸铈、4～8g/L硝酸铵；
5.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述（2）中，硝酸锌溶液包括以下质量组分：9.3～12.0g/L硝酸锌、8～24mg/L硝酸钠，利用氨水调节体系pH至6.2～6.8；
6.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述含巯基烷基酸为18-巯基十八酸或油酸衍生物；油酸衍生物由以下工艺制得：
7.根据
8.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述步骤2包括以下工艺步骤：
9.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述铝合金包括以下化学成分：Si:≤0.40wt%、Fe:≤0.50wt%、Cu:1.2～2.0wt%、Mn:≤0.30wt%、Mg:2.1～2.9wt%、Cr:0.18～0.28wt%、Zn:5.1～6.15wt%、Ti:≤0.2wt%，余量为Al。
...【技术特征摘要】
1.一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：包括以下工艺：
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述步骤1包括以下工艺步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述电解液a包括以下质量组分：5～10g/l硅酸钠、2～5g/l氢氧化钠、2.5～4.0g/l氟化钠、2～4g/l纳米氧化锌，ph为11.8～12.2；
4.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述电解液b包括以下质量组分：0.1～1.0g/l硝酸锌、8～14g/l硝酸铈、4～8g/l硝酸铵；
5.根据权利要求2所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其特征在于：所述（2）中，硝酸锌溶液包括以下质量组分：9.3～12.0g/l硝酸锌、8～24mg/l硝酸钠，利用氨水调节体系ph至6.2～6.8；
6.根据权利要求1所述的一种高强度耐腐蚀铝合金的加工工艺，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：华巍，潘康，赵海龙，
申请(专利权)人：芯航同方科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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