一种提高铝合金表面抗氧化性的方法
【专利摘要】本发明提供了一种提高铝合金表面抗氧化性的方法，属于铝合金铸造技术领域，包括以下步骤：表面处理，注入钇、镍、铟离子，高温养护，喷洒表面处理剂，中温养护。与现有技术相比，本发明选用了钇、镍、铟元素作为注入元素，使镁合金表面的抗氧化性能得到了有效提高，同时，对铝合金表面喷涂表面处理剂，使得表面形成膜厚度低、环保，膜层致密均匀，极化电流密度较小，具有很好的防腐蚀效果，抗氧化性强，保护性持久。该方法工艺简单，适用范围广，可以对各种类型的铝合金表面进行改性，并且无环境污染问题。
【专利说明】
一种提高铝合金表面抗氧化性的方法
技术领域
[0001]本发明属于铝合金铸造技术领域，尤其涉及一种提高铝合金表面抗氧化性的方法。
【背景技术】
[0002]铝合金是用途广泛的常用有色金属，由于在熔铸时高温液体状态下的铝合金氧化较快，造成浇铸后的铸件表面灰暗，致密度较低，质量较差，需要对铝合金表面进行处理。铝合金的表面处理方法有很多，如物理法、化学法、物理化学法和综合法。现在常用的方法是阳极氧化法，通过电化学方法在铝合金表面形成转化膜，这种方法虽然可提高铝合金的抗氧化性能，但是其适应环境的能力差，转化膜层不够均匀、易脱落，耐磨性能没有得到改善，而传统的磷酸盐转化和铬酸盐钝化表面处理技术虽然可以获得良好的效果，但处理过程中排出的废液中含有锌、锰、镍、铬等重金属离子和亚抗氧化等致癌物质，对环境污染非常严重，而金属表面硅烷化处理技术由于不涉及危害环境的物质，生产工艺能耗低、技术应用领域广泛，被认为有望取代磷酸盐转化处理和铬酸盐钝化处理，是金属表面单独防护最新发展方向。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高铝合金表面抗氧化性的方法。具体如下:
[0004]—种提高铝合金表面抗氧化性的方法，包括以下步骤:
[0005]I)先将铝合金表面用SiC砂纸抛光至1500#，然后用酒精清洗干净，自然晾干；
[0006]2)将铝合金放入离子注入机的真空室中，抽真空室中1.4 X I O—3Pa，向其表面注入剂量至少为5X10131nS/cm2的钇离子，相应钇离子的引出电压为50kV，离子流密度为6μΑ/cm2;然后向其表面注入剂量至少为5 X 10131nS/cm2的镍离子，相应镍离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;然后向其表面注入剂量至少为5 X 10131nS/cm2的铟离子，相应铟离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/Cm2;达到所需的注入剂量后，停止注入离子，保持真空半个小时；
[0007]3)高温养护，步骤2)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，300?350°C的温度下养护1h以上；
[0008]4)将铝合金放置于真空喷射机中，对其表面喷洒表面处理剂，喷洒量为0.03?
0.1g/cm2，达到量后停止喷洒，保持真空半小时以上；
[0009]5)中温养护，将步骤4)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，90?95°C的温度下养护1h以上，及得到成品。
[0010]进一步的，所述的表面处理剂为以下重量份的原料组成:硼氢化钠5?10份、偏钒酸铵I?3份、二苯基咪唑啉0.5?I份、纳米二氧化钛5?10份、硬脂酸镁0.5?I份、氟硅酸钠I?2份、硅烷偶联剂3?6份、硬脂酸I?2份、钼酸铵0.05?0.1份、含氢硅油3?6份、无水乙醇30?35份。
[0011]进一步的，所述的表面处理剂为以下重量份的原料组成:硼氢化钠8份、偏钒酸铵2份、二苯基咪唑啉0.8份、纳米二氧化钛8份、硬脂酸镁0.8份、氟硅酸钠1.5份、硅烷偶联剂4份、硬脂酸1.5份、钼酸铵0.08份、含氢硅油4份、无水乙醇33份。
[0012]进一步的，所述的表面处理剂的制作工艺为:
[0013]I)将硼氢化钠、偏钒酸铵、二苯基咪唑啉、硬脂酸镁、氟硅酸钠硅烷偶联剂、钼酸铵按照比例混入球磨机中研磨均勾，加入无水乙醇，600-800转/分搅拌分散3-7min，得分散液；
[0014]2)恒温处理，将处理至于45?55 °C的密闭环境中处理2?4h;
[0015]3)按比例将硬脂酸、含氢硅油加入分散液中，600-800转/分搅拌分散3-7min即可。
[0016]本发明的有益效果在于:与现有技术相比，本发明选用了钇、镍、铟元素作为注入元素，使镁合金表面的抗氧化性能得到了有效提高，同时，对铝合金表面喷涂表面处理剂，使得表面形成膜厚度低、环保，膜层致密均匀，极化电流密度较小，具有很好的防腐蚀效果，抗氧化性强，保护性持久。该方法工艺简单，适用范围广，可以对各种类型的铝合金表面进行改性，并且无环境污染问题。
【具体实施方式】
[0017]下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0018]实施例一
[0019]本实施例提供了一种提高铝合金表面抗氧化性的方法，包括以下步骤:
[0020]1、原料准备
[0021]钇离子，镍离子，铟离子。
[0022]表面处理剂，原料组成:硼氢化钠5kg、偏钒酸铵lkg、二苯基咪唑啉0.5kg、纳米二氧化钛5kg、硬脂酸镁0.5kg、氟硅酸钠lkg、硅烷偶联剂3kg、硬脂酸lkg、钼酸铵0.05kg、含氢娃油3kg、无水乙醇30kg。其制作工艺为:
[0023]I)将硼氢化钠、偏钒酸铵、二苯基咪唑啉、硬脂酸镁、氟硅酸钠硅烷偶联剂、钼酸铵按照比例混入球磨机中研磨均勾，加入无水乙醇，600-800转/分搅拌分散3-7min，得分散液；
[0024]2)恒温处理，将处理至于45?55 °C的密闭环境中处理2?4h;
[0025]3)按比例将硬脂酸、含氢硅油加入分散液中，600-800转/分搅拌分散3-7min即可。
[0026]2、铝合金表面抗氧化性处理工艺
[0027]I)先将铝合金表面用SiC砂纸抛光至1500#，然后用酒精清洗干净，自然晾干；
[0028]2)将铝合金放入离子注入机的真空室中，抽真空室中1.4 X I O—3Pa，向其表面注入剂量为5 X 10151ns/cm2的乾尚子，相应乾尚子的引出电压为50kV，尚子流密度为6μΑ/cm2 ；然后向其表面注入剂量为5X10141nS/cm2的镍离子，相应镍离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/Cm2;然后向其表面注入剂量为5 X 10161nS/cm2的铟离子，相应铟离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;达到所需的注入剂量后，停止注入离子，保持真空半个小时；
[0029]3)高温养护，步骤2)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，300 V的温度下养护1h以上;
[0030]4)将铝合金放置于真空喷射机中，对其表面喷洒表面处理剂，喷洒量为0.03?
0.1g/cm2，达到量后停止喷洒，保持真空半小时以上；
[0031]5)中温养护，将步骤4)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，90°C的温度下养护
IOh以上，及得到成品。
[0032]实施例三
[0033]本实施例提供了一种提高铝合金表面抗氧化性的方法，包括以下步骤:
[0034]1、原料准备
[0035]钇离子，镍离子，铟离子。
[0036]表面处理剂，原料组成:硼氢化钠10kg、偏f凡酸钱3kg、二苯基咪卩坐啉lkg、纳米二氧化钛10kg、硬脂酸镁lkg、氟硅酸钠2kg、硅烷偶联剂6kg、硬脂酸2kg、钼酸铵0.lkg、含氢硅油6kg、无水乙醇35kg。其制作工艺为:
[0037]I)将硼氢化钠、偏钒酸铵、二苯基咪唑啉、硬脂酸镁、氟硅酸钠硅烷偶联剂、钼酸铵按照比例混入球磨机中研磨均勾，加入无水乙醇，600-800转/分搅拌分散3-7min，得分散液；
[0038]2)恒温处理，将处理至于45?55 °C的密闭环境中处理2?4h;
[0039]3)按比例将硬脂酸、含氢硅油加入分散液中，600-800转/分搅拌分散3-7min即可。
[0040]2、铝合金表面抗氧化性处理工艺
[0041]I)先将铝合金表面用SiC砂纸抛光至1500#，然后用酒精清洗干净，自然晾干；
[0042]2)将铝合金放入离子注入机的真空室中，抽真空室中1.4X10—3Pa,向其表面注入剂量为5 X 10131ns/cm2的乾尚子，相应乾尚子的引出电压为50kV，尚子流密度为6μΑ/cm2 ；然后向其表面注入剂量为5X10131nS/cm2的镍离子，相应镍离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/Cm2;然后向其表面注入剂量为5 X 10131nS/cm2的铟离子，相应铟离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;达到所需的注入剂量后，停止注入离子，保持真空半个小时；
[0043]3)高温养护，步骤2)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，350 V的温度下养护1h以上;
[0044]4)将铝合金放置于真空喷射机中，对其表面喷洒表面处理剂，喷洒量为0.1g/cm2，达到量后停止喷洒，保持真空半小时以上；
[0045]5)中温养护，将步骤4)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，95°C的温度下养护
IOh以上，及得到成品。
[0046]实施例三
[0047]本实施例提供了一种提高铝合金表面抗氧化性的方法，包括以下步骤:
[0048]1、原料准备
[0049]钇离子，镍离子，铟离子。
[0050]表面处理剂，原料组成:硼氢化钠8kg、偏钒酸铵2kg、二苯基咪唑啉0.8kg、纳米二氧化钛8kg、硬脂酸镁0.8kg、氟娃酸钠1.5kg、娃烧偶联剂4kg、硬脂酸1.5kg、钼酸钱0.08kg、含氢娃油4kg、无水乙醇33kg。其制作工艺为:
[0051]I)将硼氢化钠、偏钒酸铵、二苯基咪唑啉、硬脂酸镁、氟硅酸钠硅烷偶联剂、钼酸铵按照比例混入球磨机中研磨均勾，加入无水乙醇，600-800转/分搅拌分散3-7min，得分散液；
[0052]2)恒温处理，将处理至于45?55°C的密闭环境中处理2?4h;
[0053]3)按比例将硬脂酸、含氢硅油加入分散液中，600-800转/分搅拌分散3-7min即可。
[0054]2、铝合金表面抗氧化性处理工艺
[0055]I)先将铝合金表面用SiC砂纸抛光至1500#，然后用酒精清洗干净，自然晾干；
[0056]2)将铝合金放入离子注入机的真空室中，抽真空室中1.4 X I O—3Pa，向其表面注入剂量为5 X 10141nS/cm2的钇离子，相应钇离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;然后向其表面注入剂量为5X10141nS/cm2的镍离子，相应镍离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/Cm2;然后向其表面注入剂量为5 X 10151nS/cm2的铟离子，相应铟离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;达到所需的注入剂量后，停止注入离子，保持真空半个小时；
[0057]3)高温养护，步骤2)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，300?350°C的温度下养护1h以上；
[0058]4)将铝合金放置于真空喷射机中，对其表面喷洒表面处理剂，喷洒量为0.0Sg/cm2，达到量后停止喷洒，保持真空半小时以上；
[0059]5)中温养护，将步骤4)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，93°C的温度下养护
IOh以上，及得到成品。
【主权项】
1.一种提高铝合金表面抗氧化性的方法，其特征在于包括以下步骤: 1)先将铝合金表面用SiC砂纸抛光至1500#，然后用酒精清洗干净，自然晾干； 2)将铝合金放入离子注入机的真空室中，抽真空室中1.4X 10—3Pa，向其表面注入剂量至少为5 X 10131nS/cm2的钇离子，相应钇离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;然后向其表面注入剂量至少为5X10131nS/cm2的镍离子，相应镍离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;然后向其表面注入剂量至少为5X10131nS/cm2的铟离子，相应铟离子的引出电压为50kV，离子流密度为6yA/cm2;达到所需的注入剂量后，停止注入离子，保持真空半个小时； 3)高温养护，步骤2)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，300?350°C的温度下养护1h以上; 4)将铝合金放置于真空喷射机中，对其表面喷洒表面处理剂，喷洒量为0.03?0.1g/cm2，达到量后停止喷洒，保持真空半小时以上； 5)中温养护，将步骤4)的铝合金至于真空环境或惰性气体中，90?95°C的温度下养护IOh以上，及得到成品。2.如权利要求1所述的提高铝合金表面抗氧化性的方法，其特征在于:所述的表面处理剂为以下重量份的原料组成:硼氢化钠5?10份、偏钒酸铵I?3份、二苯基咪唑啉0.5?I份、纳米二氧化钛5?10份、硬脂酸镁0.5?I份、氟硅酸钠I?2份、硅烷偶联剂3?6份、硬脂酸I?2份、钼酸钱0.05?0.1份、含氢娃油3?6份、无水乙醇30?35份。3.如权利要求1所述的提高铝合金表面抗氧化性的方法，其特征在于:所述的表面处理剂为以下重量份的原料组成:硼氢化钠8份、偏钒酸铵2份、二苯基咪唑啉0.8份、纳米二氧化钛8份、硬脂酸镁0.8份、氟硅酸钠1.5份、硅烷偶联剂4份、硬脂酸1.5份、钼酸铵0.08份、含氢娃油4份、无水乙醇33份。4.如权利要求2或3所述的提高铝合金表面抗氧化性的方法，其特征在于:所述的表面处理剂的制作工艺为: 1)将硼氢化钠、偏钒酸铵、二苯基咪唑啉、硬脂酸镁、氟硅酸钠硅烷偶联剂、钼酸铵按照比例混入球磨机中研磨均勾，加入无水乙醇，600-800转/分搅拌分散3-7min，得分散液； 2)恒温处理，将处理至于45?55°C的密闭环境中处理2?4h ； 3)按比例将硬脂酸、含氢娃油加入分散液中，600_800转/分搅拌分散3_7min即可。
【文档编号】C23C22/02GK105908130SQ201610283572
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月3日
【发明人】李翔光, 王德细, 俞开升, 陈春喜, 于丹, 敖四海, 王昌明, 程国栋, 李伟, 梁益龙
【申请人】贵州航天风华精密设备有限公司