CN111155120A - 一种耐腐蚀合金件的表面处理方法 - Google Patents

一种耐腐蚀合金件的表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，具体包括以下步骤：S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡30‑50min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，本发明涉及合金件生产技术领域。该耐腐蚀合金件的表面处理方法，通过在涂层内部增加了碳纤维、四氟乙烯和氧化铜，加强了该铝合金构件的抗腐蚀性能，以及纳米陶瓷粉和石墨粉的加入提高了构件的抗压强度，同时石墨粉还具有耐高温性能，对铝合金构件采用醋酸溶液浸泡以及将涂层采用等离子喷涂的喷涂方式，使得构件在不同的使用环境下均能正常使用。

Description

一种耐腐蚀合金件的表面处理方法
技术领域
本发明涉及合金件生产技术领域，具体为一种耐腐蚀合金件的表面处理方法。
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，工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入，铝合金是应用最多的合金，航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制作的，各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合金，铝合金板材按表面处理方式可分为非涂漆产品和涂漆产品两大类。
铝合金构件广泛应用于各种行业，其表面状态直接能够影响到它的性能，而铝合金构件长期在水性环境下或是处于酸性气体中其表面容易发生腐蚀，减少了构件的使用寿命，同时抗压强度还有待改善，因此本发明针对以上问题，提供了一种耐腐蚀合金件的表面处理方法。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，解决了铝合金构件长期在水性环境下或是处于酸性气体中其表面容易发生腐蚀，减少了构件的使用寿命，同时其抗压性能较差的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，通过在涂层内部增加了碳纤维、四氟乙烯和氧化铜，加强了该铝合金构件的抗腐蚀性能，以及纳米陶瓷粉和石墨粉的加入提高了构件的抗压强度，同时石墨粉还具有耐高温性能，对铝合金构件采用醋酸溶液浸泡以及将涂层采用等离子喷涂的喷涂方式，使得构件在不同的使用环境下均能正常使用，延长了该铝合金构件的使用寿命，具体包括以下步骤：
S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡30-50min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，再除去表面的油污及其他污垢；
S2、将S1中清洗结束后的铝合金构件进行烘干处理，在70-80℃的温度条件下进行烘干，烘干结束后取出对其表面进行打磨处理，保持表面平整度后，再对其进行喷砂粗化处理后，铝合金构件等待备用；
S3、将石墨粉、苯磺酸钠、高锰酸钾、碳纤维、四氟乙烯和氧化铜一同放入高速搅拌机内进行搅拌粉碎处理，设置搅拌机转速为1500-2000r/min，然后通过60目筛进行过滤处理，将过滤后得到的精细物料放入反应釜内；
S4、根据S3中，在反应釜内继续加入纳米陶瓷粉，在1200-1500r/min的转速下搅拌40-60min，后升温至70℃，继续搅拌30min后，将反应釜冷却至室温并加入偶联剂和去离子水，在800-1000r/min的转速下搅拌70-80min后，最终将物料从反应釜中取出，将物料放入无菌室温条件下进行冷却，得到喷涂原料，等待备用；
S5、使用等离子喷涂技术将喷涂原料喷涂在S2中铝合金构件的表面，喷涂均匀，然后将喷涂均匀后的铝合金构件放在150℃的无氧条件下烘烤20-30min，使得喷涂原料形成涂层，最终得到耐腐蚀的铝合金构件，等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能，等离子喷涂技术是采用由直流电驱动的等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法，等离子喷涂亦有用于医疗用途，在人造骨骼表面喷涂一层数十微米的涂层，作为强化人造骨骼及加强其亲和力的方法。
优选的，所述S4中的喷涂原料各成分所占重量份数分别为：纳米陶瓷粉10-12份、石墨粉8-10份、去离子水20-25份、偶联剂8-10份、苯磺酸钠6-8份、高锰酸钾7-9份、碳纤维10-12份、四氟乙烯14-16份和氧化铜8-10份，偶联剂是在塑料配混中，改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能的一种塑料添加剂，又称表面改性剂，它在塑料加工过程中可降低合成树脂熔体的粘度，改善填充剂的分散度以提高加工性能，进而使制品获得良好的表面质量及机械、热和电性能。
优选的，所述S1中超声波清洗机的超声波频率为25KHz。
优选的，所述S2中铝合金构件喷砂粗化后的粗糙度为5.2μm。
优选的，所述S5中的涂层厚度为65μm。
(三)有益效果
本发明提供了一种耐腐蚀合金件的表面处理方法。具备以下有益效果：该耐腐蚀合金件的表面处理方法，通过S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡30-50min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，再除去表面的油污及其他污垢；S2、将S1中清洗结束后的铝合金构件进行烘干处理，在70-80℃的温度条件下进行烘干，烘干结束后取出对其表面进行打磨处理，保持表面平整度后，再对其进行喷砂粗化处理后，铝合金构件等待备用；S3、将石墨粉、苯磺酸钠、高锰酸钾、碳纤维、四氟乙烯和氧化铜一同放入高速搅拌机内进行搅拌粉碎处理，设置搅拌机转速为1500-2000r/min，然后通过60目筛进行过滤处理，将过滤后得到的精细物料放入反应釜内；S4、根据S3中，在反应釜内继续加入纳米陶瓷粉，在1200-1500r/min的转速下搅拌40-60min，后升温至70℃，继续搅拌30min后，将反应釜冷却至室温并加入偶联剂和去离子水，在800-1000r/min的转速下搅拌70-80min后，最终将物料从反应釜中取出，将物料放入无菌室温条件下进行冷却，得到喷涂原料，等待备用；S5、使用等离子喷涂技术将喷涂原料喷涂在S2中铝合金构件的表面，喷涂均匀，然后将喷涂均匀后的铝合金构件放在150℃的无氧条件下烘烤20-30min，使得喷涂原料形成涂层，最终得到耐腐蚀的铝合金构件，通过在涂层内部增加了碳纤维、四氟乙烯和氧化铜，加强了该铝合金构件的抗腐蚀性能，以及纳米陶瓷粉和石墨粉的加入提高了构件的抗压强度，同时石墨粉还具有耐高温性能，对铝合金构件采用醋酸溶液浸泡以及将涂层采用等离子喷涂的喷涂方式，使得构件在不同的使用环境下均能正常使用，延长了该铝合金构件的使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供三种技术方案：一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，具体包括以下实施例：
实施例一
S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡30min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，再除去表面的油污及其他污垢；
S2、将S1中清洗结束后的铝合金构件进行烘干处理，在70℃的温度条件下进行烘干，烘干结束后取出对其表面进行打磨处理，保持表面平整度后，再对其进行喷砂粗化处理后，铝合金构件等待备用；
S3、将8份石墨粉、6份苯磺酸钠、7份高锰酸钾、10份碳纤维、14份四氟乙烯和8份氧化铜一同放入高速搅拌机内进行搅拌粉碎处理，设置搅拌机转速为1500r/min，然后通过60目筛进行过滤处理，将过滤后得到的精细物料放入反应釜内；
S4、根据S3中，在反应釜内继续加入10份纳米陶瓷粉，在1200r/min的转速下搅拌40min，后升温至70℃，继续搅拌30min后，将反应釜冷却至室温并加入8份偶联剂和20份去离子水，在800r/min的转速下搅拌70min后，最终将物料从反应釜中取出，将物料放入无菌室温条件下进行冷却，得到喷涂原料，等待备用；
S5、使用等离子喷涂技术将喷涂原料喷涂在S2中铝合金构件的表面，喷涂均匀，然后将喷涂均匀后的铝合金构件放在150℃的无氧条件下烘烤20min，使得喷涂原料形成涂层，最终得到耐腐蚀的铝合金构件。
实施例二
S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡40min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，再除去表面的油污及其他污垢；
S2、将S1中清洗结束后的铝合金构件进行烘干处理，在75℃的温度条件下进行烘干，烘干结束后取出对其表面进行打磨处理，保持表面平整度后，再对其进行喷砂粗化处理后，铝合金构件等待备用；
S3、将9份石墨粉、7份苯磺酸钠、8份高锰酸钾、11份碳纤维、15份四氟乙烯和9份氧化铜一同放入高速搅拌机内进行搅拌粉碎处理，设置搅拌机转速为1800r/min，然后通过60目筛进行过滤处理，将过滤后得到的精细物料放入反应釜内；
S4、根据S3中，在反应釜内继续加入11份纳米陶瓷粉，在1300r/min的转速下搅拌50min，后升温至70℃，继续搅拌30min后，将反应釜冷却至室温并加入9份偶联剂和22份去离子水，在900r/min的转速下搅拌75min后，最终将物料从反应釜中取出，将物料放入无菌室温条件下进行冷却，得到喷涂原料，等待备用；
S5、使用等离子喷涂技术将喷涂原料喷涂在S2中铝合金构件的表面，喷涂均匀，然后将喷涂均匀后的铝合金构件放在150℃的无氧条件下烘烤25min，使得喷涂原料形成涂层，最终得到耐腐蚀的铝合金构件。
实施例三
S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡50min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，再除去表面的油污及其他污垢；
S2、将S1中清洗结束后的铝合金构件进行烘干处理，在80℃的温度条件下进行烘干，烘干结束后取出对其表面进行打磨处理，保持表面平整度后，再对其进行喷砂粗化处理后，铝合金构件等待备用；
S3、将10份石墨粉、8份苯磺酸钠、9份高锰酸钾、12份碳纤维、16份四氟乙烯和10份氧化铜一同放入高速搅拌机内进行搅拌粉碎处理，设置搅拌机转速为2000r/min，然后通过60目筛进行过滤处理，将过滤后得到的精细物料放入反应釜内；
S4、根据S3中，在反应釜内继续加入12份纳米陶瓷粉，在1500r/min的转速下搅拌60min，后升温至70℃，继续搅拌30min后，将反应釜冷却至室温并加入10份偶联剂和25份去离子水，在1000r/min的转速下搅拌80min后，最终将物料从反应釜中取出，将物料放入无菌室温条件下进行冷却，得到喷涂原料，等待备用；
S5、使用等离子喷涂技术将喷涂原料喷涂在S2中铝合金构件的表面，喷涂均匀，然后将喷涂均匀后的铝合金构件放在150℃的无氧条件下烘烤30min，使得喷涂原料形成涂层，最终得到耐腐蚀的铝合金构件。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将铝合金构件通过抛光机进行抛光处理后，将构件使用醋酸溶液进行浸泡，浸泡30-50min后取出，使用软性擦拭布将其表面擦拭干净后，放入超声波清洗机内进行超声波清洗，除去铝合金构件表面的氧化膜，再除去表面的油污及其他污垢；
S2、将S1中清洗结束后的铝合金构件进行烘干处理，在70-80℃的温度条件下进行烘干，烘干结束后取出对其表面进行打磨处理，保持表面平整度后，再对其进行喷砂粗化处理后，铝合金构件等待备用；
S3、将石墨粉、苯磺酸钠、高锰酸钾、碳纤维、四氟乙烯和氧化铜一同放入高速搅拌机内进行搅拌粉碎处理，设置搅拌机转速为1500-2000r/min，然后通过60目筛进行过滤处理，将过滤后得到的精细物料放入反应釜内；
S4、根据S3中，在反应釜内继续加入纳米陶瓷粉，在1200-1500r/min的转速下搅拌40-60min，后升温至70℃，继续搅拌30min后，将反应釜冷却至室温并加入偶联剂和去离子水，在800-1000r/min的转速下搅拌70-80min后，最终将物料从反应釜中取出，将物料放入无菌室温条件下进行冷却，得到喷涂原料，等待备用；
S5、使用等离子喷涂技术将喷涂原料喷涂在S2中铝合金构件的表面，喷涂均匀，然后将喷涂均匀后的铝合金构件放在150℃的无氧条件下烘烤20-30min，使得喷涂原料形成涂层，最终得到耐腐蚀的铝合金构件。
2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，其特征在于：所述S4中的喷涂原料各成分所占重量份数分别为：纳米陶瓷粉10-12份、石墨粉8-10份、去离子水20-25份、偶联剂8-10份、苯磺酸钠6-8份、高锰酸钾7-9份、碳纤维10-12份、四氟乙烯14-16份和氧化铜8-10份。
3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，其特征在于：所述S1中超声波清洗机的超声波频率为25KHz。
4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，其特征在于：所述S2中铝合金构件喷砂粗化后的粗糙度为5.2μm。
5.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀合金件的表面处理方法，其特征在于：所述S5中的涂层厚度为65μm。
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