一种高耐磨铝合金中间板的制作方法

本实用新型属于于桥梁、建筑技术领域，涉及一种高耐磨铝合金中间板。

背景技术：

支座中间板是桥梁支座的核心部件，其结构的长期可靠性显得尤为重要。现有的中间板结构的制造主要为碳钢包覆不锈钢，将表面粗糙度Ra≤0.8μm镜面不锈钢通过特制磨具压制成型、等离子切割下料制成凹球面结构，再通过模压焊接于碳钢球冠外凸面，该技术很难保证内凹不锈钢与碳钢球冠外凸面的紧密贴合，易出现空鼓现象，导致转动不灵活；此外，碳钢与不锈钢的焊接口受化学、电化学腐蚀影响，导致脱焊风险，从而导致滑动面转动及防腐失效。

申请号为CN2015102329130的实用新型专利公开了一种用于桥梁支座的铝合金球冠，该球冠直接由铝合金材料制备，在长期使用过程中，球冠与支撑座之间相互摩擦会造成球冠表面磨损，进而会造成球冠的摩擦力增大，并且会导致支撑座固定不牢固，容易有危险发生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高耐磨铝合金中间板，在铝合金基体的表面通过硬质阳极氧化工艺复合一层硬质耐磨层，采用的硬质耐磨层具有超强的耐磨性、耐腐蚀性及表面硬度，对铝合金基层起到良好的保护作用，有效地提高了铝合金中间板的耐磨性能与耐腐蚀性，解决了铝合金中间板镜面表面易划伤的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种高耐磨铝合金中间板，该铝合金中间板呈球冠状、柱状、纺锤状或马鞍状；

铝合金中间板上表面为平面、凹曲面或凸曲面，下表面为平面、凹曲面或凸曲面；

所述铝合金中间板包括铝合金基体与硬质耐磨层，所述硬质耐磨层复合在铝合金基体的外表面。

所述铝合金中间板呈球冠状，中间板的上表面为平面、凹曲面或凸曲面，下表面为凸曲面或凹曲面。

进一步地，所述铝合金中间板呈柱状，中间板的上表面为平面、凹曲面或凸曲面，下表面为凸曲面或凹曲面。

进一步地，所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg 合金、Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种。

进一步地，所述硬质耐磨层通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体的外表面，结合强度达到原子级。

进一步地，所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度20～100μm，表面硬度不低于300HV。

进一步地，所述硬质阳极氧化工艺中硬质阳极氧化电压为25～100V,温度 -2℃～10℃。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在铝合金基体的表面通过硬质阳极氧化工艺复合一层硬质耐磨层，采用的硬质耐磨层具有超强的耐磨性、耐腐蚀性及表面硬度，对铝合金基层起到良好的保护作用，有效地提高了铝合金中间板的耐磨性能与耐腐蚀性，解决了铝合金中间板镜面表面易划伤的问题。

本实用新型通过硬质阳极氧化工艺将硬质耐磨层复合在铝合金基体的表面，在铝合金基体的表面形成氧化膜，提高耐磨性，然后进行机械抛光，通过机械抛光降低因表面阳极氧化而引起的表面粗糙度升高。

本实用新型的中间板设置成球冠状、柱状、纺锤状或马鞍状，使得中间板的中部厚度较大，进而增强中间板的支撑强度，同时中间板的底面为凹面或凸面不仅能够实现中间板的卡接固定，并且能够减小中间板与支撑座之间的摩擦力，便于滑动。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型实施例1的中间板结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的中间板结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的中间板结构示意图；

图4是本实用新型实施例4的中间板结构示意图；

图5是本实用新型实施例5的中间板结构示意图；

图6是本实用新型实施例6的中间板结构示意图；

图7是本实用新型实施例7的中间板结构示意图；

图8是本实用新型实施例8的中间板结构示意图；

图9是本实用新型实施例12的中间板结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种高耐磨铝合金中间板，如图1所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度 -2℃～10℃；

所述高耐磨铝合金中间板呈球冠状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为平面，下表面为凸曲面；中间板的上表面中心处开有第一圆形凹槽3，同时中间板的边侧开有与第一圆形凹槽3同心的第一环形凹槽4。

实施例2

一种高耐磨铝合金中间板，如图2所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度 -2℃～10℃；

所述高耐磨铝合金中间板呈球冠状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凸曲面，下表面为凸曲面；中间板的上表面中心处开有第二圆形凹槽5，第二圆形凹槽5的凹槽底面为弧形凸起面，中间板的上表面边侧开有与第二圆形凹槽5同心的第二环形凹槽6。

实施例3

一种高耐磨铝合金中间板，如图3所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；

所述高耐磨铝合金中间板呈球冠状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凹曲面，下表面为凸曲面；

所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度-2℃～10℃。

实施例4

一种高耐磨铝合金中间板，如图4所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；

所述高耐磨铝合金中间板呈球冠状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凹曲面，下表面为凹曲面；

所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度-2℃～10℃。

实施例5

一种高耐磨铝合金中间板，如图5所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度 -2℃～10℃；

所述高耐磨铝合金中间板呈柱状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为平面，下表面为凸曲面；中间板的表面中部开有第一方形凹槽。

实施例6

一种高耐磨铝合金中间板，如图6所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度 -2℃～10℃；

所述高耐磨铝合金中间板呈柱状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凸曲面，下表面为凸曲面；中间板的表面中部开有第二方形凹槽，中间板相对的两边侧开有两条平行设置的条形凹槽。

实施例7

一种高耐磨铝合金中间板，如图7所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；

所述高耐磨铝合金中间板呈柱状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凹曲面，下表面为凸曲面；

所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度-2℃～10℃。

实施例8

一种高耐磨铝合金中间板，如图8所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2。硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；

所述高耐磨铝合金中间板呈柱状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凹曲面，下表面为凹曲面；

所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度-2℃～10℃。

实施例9

一种高耐磨铝合金中间板，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2，硬质耐磨层 2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；

所述高耐磨铝合金中间板呈纺锤状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凸曲面，下表面为凸曲面；

所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度-2℃～10℃。

实施例10

一种高耐磨铝合金中间板，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2，硬质耐磨层 2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

所述铝合金基体采用Al-Cu合金、Al-Mn合金、Al-Si合金、Al-Mg合金、 Al-Mg-Si合金、Al-Zn合金、Al-Zn-Mg合金或Al-Zn-Mg-Cu中的一种；

所述硬质耐磨层表面粗糙度通过机械抛光达到镜面级，硬质耐磨层厚度 20～100μm，表面硬度不低于300HV；

所述高耐磨铝合金中间板呈马鞍状；

所述高耐磨铝合金中间板上表面为凹曲面，下表面为凹曲面；

所述硬质阳极氧化电压25～100V,温度-2℃～10℃。

实施例11

一种高耐磨铝合金中间板，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2，硬质耐磨层 2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级；

铝合金基体1包括如下质量分数的各组分：0.10％～0.40％的Mn、2.30％～ 3.30％的Mg、0.15％～0.25％的Cr、3.50％～4.50％的Zn、0.15％的Cu、质量分数小于等于0.30％的Si、质量分数小于等于0.40％的Fe以及0.15％的副族元素，余量为Al；

所述副族元素为V、Ti、Ni、Zr和Mo，且质量关系如下所示：

QV+QTi+QNi+QZr+QMo≤0.15％；

QV+QTi≤QMn；

QTi+QNi≤0.10％；

在上式中，Qx为元素的质量百分比值，x为V、Ti、Ni、Zr或Mo；

其中硬质耐磨层2的复合成型工艺如下：

第一步，将机械加工后的铝合金基体置于硬质氧化槽中，通过硬质阳极氧化处理，然后经过冷水水洗后进行干燥，此时在铝合金基体的表面复合一层阳极氧化膜即为硬质耐磨层2，其中硬质氧化槽中的电解液为浓度15％以下的硫酸电解液，并在硫酸中加入草酸和酒石酸，氧化电压为25～100V,氧化温度在 -2℃～10℃，电流密度为2-5A/dm²，制备的阳极氧化膜厚度为20～100μm，表面硬度不低于300HV；

第二步，将制备的铝合金中间板的表面进行机械抛光。

实施例12

本实用新型的进一步实施方式，一种高耐磨铝合金中间板，如图9所示，包括铝合金基体1与硬质耐磨层2，硬质耐磨层2通过硬质阳极氧化工艺复合在铝合金基体1的外表面，结合强度达到原子级，同时在中间板的上表面硬质耐磨层2的表面复合一层耐高温弹性层3，然后在耐高温弹性层3的表面复合一层铝箔层4，最后通过硬质阳极氧化工艺在铝箔层4的表面复合一层硬质耐磨层5，耐高温弹性层3的厚度为0.21-0.28mm，通过耐高温弹性层3的弹性作用可以增大中间板的缓冲性能，同时由于耐高温弹性层3具有一定的隔热耐高温性，进而能够有效的阻止热传导，能够降低中间板与支撑座之间摩擦时产生的热的传递，进而增强硬质耐磨层的耐磨性能和使用寿命；

该中间板的具体成型工艺为：

步骤一，将机械加工后的铝合金基体置于硬质氧化槽中，通过硬质阳极氧化处理，然后经过冷水水洗后进行干燥，此时在铝合金基体的表面复合一层阳极氧化膜即为硬质耐磨层2；

步骤二，利用0.5mm的钢砂喷射在中间板上表面的硬质耐磨层2的表面，增加硬质耐磨层2表面的接触面积，然后在硬质耐磨层2的上表面喷涂一层聚氨基甲酸酯胶粘剂，将硅胶熔融后通过涂布辊均匀的涂布在硬质耐磨层2的上表面，通过聚氨基甲酸酯胶粘剂的粘合作用得到耐高温弹性层3，涂布完全后耐耐高温弹性层没有干燥的情况下通过真空蒸镀法在耐高温粘性橡胶熔体表面蒸镀一层铝箔，然后在真空干燥设备中进行干燥后；

步骤三，将干燥后的中间板置于硬质氧化槽中，通过硬质阳极氧化处理，然后经过冷水水洗后进行干燥，此时在中间板下表面的硬质耐磨层2和上表面耐高温弹性层3的表面均符合一层硬质耐磨层4。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。