专利名称：一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法
技术领域：
本发明属于表面处理技术领域，特别是指一种铝合金发动机及部件表面防腐蚀处理方法。
背景技术：
金属腐蚀遍及国民经济和国防建设各个领域，危害十分严重。首先，腐蚀会造成重大的直接或间接的经济损失。据工业发达的国家的统计，因腐蚀造成的经济损失约占当年国民经济生产总值的I. 5% -4. 2%。其次，金属腐蚀，特别是应力腐蚀和腐蚀疲劳，往往会造成灾难性重大事故，危及人身安全。再者，腐蚀不但损耗大量金属，而且浪费了大量能源，每年因腐蚀要损耗10%-20%的金属。另外，石油、化工、农药等工业生产中，因腐蚀造成的设备跑、冒、滴、漏，不但造成经济损失，还可能使有毒物质泄漏，造成环境污染，危及人民健 康。同时，腐蚀还可能成为生产发展和科技进步的障碍。现汽车或船用发动机基本上以铝合金为主，而铝合金在各种环境作用下发生的腐蚀会影响发动机的性能。为了防止腐蚀的发生，现已经有多种技术用来防止腐蚀的发生。其中主要的防腐技术是采用氧化膜技术，防腐漆技术和缓蚀剂技术。在各种金属腐蚀的防护技术中，缓蚀剂技术由于工艺简单、适用性强而成为最有效和最常用的方法之一。但是缓蚀剂技术有明显的局限性，在缓蚀剂应用最为广泛的液相介质中，缓蚀剂必须有一定的溶解度，而且必须达到一定的浓度。传统的缓蚀剂由于毒性较大，给环境造成了污染；同时，由于缓蚀剂用量较小，外界微小的变化就会对体系造成较大的影响，这也给缓蚀机理的研究带来了很大的难度，这些因素限制了缓蚀剂的进一步发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的技术方案，通过该技术方案能够使得在不增加金属厚度的同时提高发动机及部件的防腐蚀效果。本发明是通过以下技术方案实现的—种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其步骤是首先在发动机及部件铝合金表面采用离子注入方式注入非晶态物质形成不溶共络层；然后在发动机的铝合金表面形成
金属氧化层。所述非晶态物质包括有有机化合物或无机氧化物。所述非晶态物质包括有磷酸锆、铬酸铬、稠环、共轭杂环类化合物、二氧化硅和氟硅酸钠等一种或两种物质的组合。所述离子注入用能量为50_70KeV量级； 所述共络层厚度为25_45nm。所述注入量为55_70mg/cm2。本发明同现有技术相比的有益效果是通过采用离子注入技术，将非晶态物质注入进金属体内形成不溶的耐腐蚀层，并且这一层同金属为一体结构，不会出现现防腐技术中的脱落问题，离子注入时在金属的最外面的量低于内部的量，不影响如氧化膜的生成及其它防腐技术的应用，提高发动机铝合金的耐腐蚀性能。
具体实施例方式以下具体描述本发明的实施方式。首先通过现有技术加工发动机各部件的毛坯，将各部件的铝合金材料进行表面清理，选取用于离子注入用的非晶态物质，所述非晶态物质包括有有机化合物、或无机氧化物。所述非晶态物质包括有磷酸锆、铬酸铬、稠环、含硫基杂环类化合物、二氧化硅和氟硅酸钠等一种或两种物质的组合。在本发明的实施例1-6中选用的非晶态物质仅选用了单一组分的非晶态物质，具体见表I。但因铬酸铬的毒害性通常不做选用。本发明的所述离子注入用能量为50_70KeV量级；具体注入能量的选用是根据材料的用途或确定的注入厚度来选用的，在本发明中注入非晶态物质的厚度为25-45nm，当 材料使用的环境不恶劣或要求等级不高时选择注入的厚度低，因此注入用的能量也相应降低；当材料使用的环境恶劣，注入的厚度要厚，因此注入的能量也相应提高。所述注入量为55-70mg/cm2，在本发明中所使用的注入能量、注入厚度及单位用量均不是最终定量，只是相对较佳的数据，根据实际需要可以进行调整，比如注入能量可能会达到120KeV以上量级；注入厚度也可能会达到75nm ;单位注入用量也可能会达到80mg/cm2。但本专利所要求的最低数据为基本数据，若低于最低数据则防腐蚀性能无法达到最佳。以上的具体实施例仅能作为本发明的参考而不是对本发明的限制。由于本发明涉及耐腐蚀层，因此通过实施下面的盐雾实验，并在经过一定长时间后确定所发现的腐蚀区域宽度，以作出大体的耐腐蚀性评价。I)、盐雾实验 喷雾室，浓度为5 %左右的NaCL溶液，压力为60-180千帕的压缩空气，能够将温度保持在87± I°C的温度控制器，在相对湿度为95%~98%,温度为87± I°C的条件下，向每个试样喷射盐水特定长时间。2)、试样通过以下方式制备每一发动机毛坯试样，按发动机1/4比例铸造发动机的机体及缸盖等部件，并对这些部件的铝合金外表面进行离子注入并进行氧化膜处理，并在其上用刀刻出痕迹。对比例为只进行氧化膜并涂漆的相同尺寸的铝合金块也在其上用刀刻出痕迹。3)、评价采用目视方式检查。表I
权利要求
1.一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其特征在于其步骤是首先在发动机的铝合金表面采用离子注入方式注入非晶态物质形成不溶共络层；然后在发动机铝合金表面形成金属氧化层。
2.根据权利要求I所述的一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其特征在于所述非晶态物质包括有有机化合物或无机氧化物。
3.根据权利要求I或2所述的一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其特征在于所述非晶态物质包括有磷酸锆、铬酸铬、稠环、共轭杂环类化合物、二氧化硅和氟硅酸钠等一种或两种物质的组合。
4.根据权利要求I所述的一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其特征在于所述离子注入用能量为50-70KeV量级。
5.根据权利要求I所述的一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其特征在于所述共络层厚度为25-45nm。
6.根据权利要求I所述的一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其特征在于所述注入量为 55mg/cm2-70mg/cm2。
全文摘要
本发明涉及一种铝合金发动机及部件防腐蚀处理方法，其步骤是首先在发动机铝合金表面采用离子注入方式注入非晶态物质形成不溶共络层；然后在发动机铝合金表面形成金属氧化层，所述非晶态物质包括有有机化合物或无机氧化物。
文档编号C23C14/58GK102899627SQ201210327028
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者徐琼 申请人:徐琼