CN107254677A - 一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺 - Google Patents

一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺 Download PDF

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Abstract

一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，包括以下步骤：分别称取组成复合门门芯的原料并将其熔化成形，得复合门门芯；将复合门门芯放入装有电解液的电解池中进行预电解处理；将电解处理后的复合门门芯烘干；在烘干后的复合门门芯外表面电镀第一过渡层；在第一过渡层上通过气相沉积方式沉积第二过渡层；在第二过渡层上通过气相沉积方式沉积外涂层，得所述复合门。本发明提供的加工工艺，方法简单，制得的复合门强度高，抗氧化性能好，经久耐用。

Description

一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺
技术领域
本发明涉及铝合金材料技术领域，具体涉及一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金结构件的需求日益增多，使铝合金的材料研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金材料技术的发展，同时也拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金材料正成为研究的热点之一。
复合门顾名思义，是由两种或两种以上主要材料做成的门。复合门的通用结构是内框架+门芯+饰面板，根据各部件的材质、做法决定各种性能、档次、价格。
纯铝的密度小(ρ＝2.7g/cm3)，大约是铁的1/3，熔点低(660℃)，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性(δ:32～40％，ψ:70～90％)，易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好，但是纯铝的强度很低，退火状态σb值约为8kgf/mm2，作为复合门使用存在强度低、潮湿环境中易氧化缺陷，需要对铝合金材料及其加工方法作进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取组成复合门门芯的原料并将其熔化成形，得复合门门芯；
(2)将复合门门芯放入装有电解液的电解池中进行预电解处理；
(3)将电解处理后的复合门门芯烘干；
(4)在烘干后的复合门门芯外表面电镀第一过渡层；
(5)在第一过渡层上通过气相沉积方式沉积第二过渡层；
(6)在第二过渡层上通过气相沉积方式沉积外涂层，得所述复合门。
所述步骤(1)中复合门门芯包括以下重量份的原料：
碳0.22％-0.25％，锌0.04％-0.06％，锂0.08％-0.10％，硅0.03％-0.05％，锰0.08％-0.12％，硫0.01％-0.03％，镍0.03％-0.06％，钛0.04％-0.08％，钴0.05％-0.09％，钒0.05％-0.07％，铜0.02％-0.05％，余量为铝。
所述步骤(2)中电解液为氯化钠和柠檬酸钠混合溶液。
所述步骤(2)中预电解处理时分为两个阶段，在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2升至3A，结束后断开电源，切换电流流向，再次在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2A升至3A，重复切换电流流向2～3次。
所述步骤(4)中第一过渡层为氧化铝层。
所述步骤(5)中第二过渡层为低温氮化镓层。
所述低温氮化镓层是在400-500℃下通过气相沉积蒸镀在所述氧化铝层上。
所述低温氮化镓层中掺杂有镁原子，通过在低温氮化镓层中掺杂镁原子可进一步减少第二过渡层与外涂层之间的应力。
所述步骤(6)中外涂层为氮化镓层。
所述氮化镓层是在1100-1200℃下通过气相沉积蒸镀在所述低温氮化镓层上。
本发明的有益效果为：在复合门门芯外表面电镀第一过渡层前进行预电镀处理，能够有效的去除残存在门芯外表面的各种金属离子并对门芯表面进行离子化处理，使得电镀时第一过渡层更易附着在门芯表面，得到的第一过渡层表面平整、质量高；通过气相沉积的方式沉积第二过渡层和外涂层，能够更为精确的对厚度进行控制，同时得到的第二过渡层和外涂层质地紧密，空气不易穿透外涂层与门芯接触；本发明提供的加工工艺，方法简单，制得的复合门强度高，抗氧化性能好，经久耐用。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取组成复合门门芯的原料并将其熔化成形，得复合门门芯；
(2)将复合门门芯放入装有电解液的电解池中进行预电解处理；
(3)将电解处理后的复合门门芯烘干；
(4)在烘干后的复合门门芯外表面电镀第一过渡层；
(5)在第一过渡层上通过气相沉积方式沉积第二过渡层；
(6)在第二过渡层上通过气相沉积方式沉积外涂层，得所述复合门。
所述步骤(1)中复合门门芯包括以下重量份的原料：
碳0.22％，锌0.04％，锂0.08％，硅0.03％，锰0.08％，硫0.01％，镍0.03％，钛0.04％，钴0.05％，钒0.05％，铜0.02％，余量为铝。
所述步骤(2)中电解液为氯化钠和柠檬酸钠混合溶液。
所述步骤(2)中预电解处理时分为两个阶段，在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2升至3A，结束后断开电源，切换电流流向，再次在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2A升至3A，重复切换电流流向2～3次。
所述步骤(4)中第一过渡层为氧化铝层。
所述步骤(5)中第二过渡层为低温氮化镓层。
所述低温氮化镓层是在400-500℃下通过气相沉积蒸镀在所述氧化铝层上。
所述低温氮化镓层中掺杂有镁原子，通过在低温氮化镓层中掺杂镁原子可进一步减少第二过渡层与外涂层之间的应力。
所述步骤(6)中外涂层为氮化镓层。
所述氮化镓层是在1100-1200℃下通过气相沉积蒸镀在所述低温氮化镓层上。
所述第一过渡层、第二过渡层、外涂层厚度比为1:1：2～3。
所述第一过渡层、第二过渡层、外涂层厚度分别为0.1mm、0.1mm、0.25mm。
实施例2
一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取组成复合门门芯的原料并将其熔化成形，得复合门门芯；
(2)将复合门门芯放入装有电解液的电解池中进行预电解处理；
(3)将电解处理后的复合门门芯烘干；
(4)在烘干后的复合门门芯外表面电镀第一过渡层；
(5)在第一过渡层上通过气相沉积方式沉积第二过渡层；
(6)在第二过渡层上通过气相沉积方式沉积外涂层，得所述复合门。
所述步骤(1)中复合门门芯包括以下重量份的原料：
碳0.23％，锌0.05％，锂0.09％，硅0.04％，锰0.10％，硫0.02％，镍0.04％，钛0.06％，钴0.07％，钒0.06％，铜0.03％，余量为铝。
所述步骤(2)中电解液为氯化钠和柠檬酸钠混合溶液。
所述步骤(2)中预电解处理时分为两个阶段，在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2升至3A，结束后断开电源，切换电流流向，再次在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2A升至3A，重复切换电流流向2～3次。
所述步骤(4)中第一过渡层为氧化铝层。
所述步骤(5)中第二过渡层为低温氮化镓层。
所述低温氮化镓层是在400-500℃下通过气相沉积蒸镀在所述氧化铝层上。
所述低温氮化镓层中掺杂有镁原子，通过在低温氮化镓层中掺杂镁原子可进一步减少第二过渡层与外涂层之间的应力。
所述步骤(6)中外涂层为氮化镓层。
所述氮化镓层是在1100-1200℃下通过气相沉积蒸镀在所述低温氮化镓层上。
所述第一过渡层、第二过渡层、外涂层厚度比为1:1：2～3。
所述第一过渡层、第二过渡层、外涂层厚度分别为0.1mm、0.1mm、0.25mm。
实施例3
一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，包括以下步骤：
(1)分别称取组成复合门门芯的原料并将其熔化成形，得复合门门芯；
(2)将复合门门芯放入装有电解液的电解池中进行预电解处理；
(3)将电解处理后的复合门门芯烘干；
(4)在烘干后的复合门门芯外表面电镀第一过渡层；
(5)在第一过渡层上通过气相沉积方式沉积第二过渡层；
(6)在第二过渡层上通过气相沉积方式沉积外涂层，得所述复合门。
所述步骤(1)中复合门门芯包括以下重量份的原料：
碳0.25％，锌0.06％，锂0.10％，硅0.05％，锰0.12％，硫0.03％，镍0.06％，钛0.08％，钴0.09％，钒0.07％，铜0.05％，余量为铝。
所述步骤(2)中电解液为氯化钠和柠檬酸钠混合溶液。
所述步骤(2)中预电解处理时分为两个阶段，在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2升至3A，结束后断开电源，切换电流流向，再次在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2A升至3A，重复切换电流流向2～3次。
所述步骤(4)中第一过渡层为氧化铝层。
所述步骤(5)中第二过渡层为低温氮化镓层。
所述低温氮化镓层是在400-500℃下通过气相沉积蒸镀在所述氧化铝层上。
所述低温氮化镓层中掺杂有镁原子，通过在低温氮化镓层中掺杂镁原子可进一步减少第二过渡层与外涂层之间的应力。
所述步骤(6)中外涂层为氮化镓层。
所述氮化镓层是在1100-1200℃下通过气相沉积蒸镀在所述低温氮化镓层上。
所述第一过渡层、第二过渡层、外涂层厚度比为1:1：2～3。
所述第一过渡层、第二过渡层、外涂层厚度分别为0.1mm、0.1mm、0.25mm。
通过在门芯上添加少量碳、锌、锂、硅、锰、硫、镍等微量元素并控制各元素含量增加门芯的强度，克服了纯铝易折断缺陷；直接在铝合金表面蒸镀外涂层由于不同种金属原子晶格失配，存在应力较大导致外涂层附着力差，容易起泡现象，本发明通过在门芯外表面依次蒸镀第一过渡层、第二过渡层，所述第一过渡层、第二过渡层优选为氧化铝层、低温氮化镓层，通过第一过渡层、第二过渡层使得外涂层能够很好的与铝合金外表面兼容从而发挥外涂层的抗氧化作用，防止铝合金门芯在空气中被氧化；本发明提供的铝合金复合门强度高、不易折断，抗氧化性能好，适于长期使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别称取组成复合门门芯的原料并将其熔化成形，得复合门门芯；
(2)将复合门门芯放入装有电解液的电解池中进行预电解处理；
(3)将电解处理后的复合门门芯烘干；
(4)在烘干后的复合门门芯外表面电镀第一过渡层；
(5)在第一过渡层上通过气相沉积方式沉积第二过渡层；
(6)在第二过渡层上通过气相沉积方式沉积外涂层，得所述复合门。
2.如权利要求1所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述步骤(1)中复合门门芯包括以下重量份的原料：
碳0.22％-0.25％，锌0.04％-0.06％，锂0.08％-0.10％，硅0.03％-0.05％，锰0.08％-0.12％，硫0.01％-0.03％，镍0.03％-0.06％，钛0.04％-0.08％，钴0.05％-0.09％，钒0.05％-0.07％，铜0.02％-0.05％，余量为铝。
3.如权利要求1所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述步骤(2)中电解液为氯化钠和柠檬酸钠混合溶液。
4.如权利要求1所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述步骤(2)中预电解处理时分为两个阶段，在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2升至3A，结束后断开电源，切换电流流向，再次在10min内使电源电压从1KV升至2KV，电流同步从2A升至3A，重复切换电流流向2～3次。
5.如权利要求1所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述步骤(4)中第一过渡层为氧化铝层。
6.如权利要求1所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述步骤(5)中第二过渡层为低温氮化镓层。
7.如权利要求6所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述低温氮化镓层是在400-500℃下通过气相沉积蒸镀在所述氧化铝层上。
8.如权利要求6所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述低温氮化镓层中掺杂有镁原子。
9.如权利要求1所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述步骤(6)中外涂层为氮化镓层。
10.如权利要求9所述的一种高强度抗氧化铝合金复合门加工工艺，其特征在于，所述氮化镓层是在1100-1200℃下通过气相沉积蒸镀在所述低温氮化镓层上。
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