一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺的制作方法

文档序号:28867302发布日期:2022-02-12 10:11阅读:152来源:国知局
一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺的制作方法

1.本发明涉及铝合金壳体技术领域,具体为一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺。


背景技术:

2.铝及铝合金不仅具有容易加工成型、密度小、高耐蚀性、低热膨胀系数、高比强度、应变性能突出等优点,而且其应用领域广泛,在食品包装、结构件、能源、以及交通方面用处极大,是金属工业使用使用量仅次于铁的有色金属材料。
3.现如今,由于汽车顶盖的体积在车身部件中占比较大,为降低整车重量,会用铝合金来代替常规的钢板作为壳体材料,以减少油耗,同时,为提高汽车顶盖铝合金的耐腐蚀性能,会对其进行铝合金表面耐腐蚀处理。
4.针对铝合金表面耐腐蚀处理研究已经较为深入,氧化石墨烯作为一种常见的耐腐蚀材料,在铝合金耐腐蚀方向应用广泛,但随着研究的进一步深入发现,当氧化石墨烯覆盖在合金表面时,氧化石墨烯的高导电性极易引起电偶腐蚀,反而会加速金属的腐蚀;常规的解决方案一般为将氧化石墨烯分散至有机涂层中,但该操作依旧容易出现电偶腐蚀情况,影响铝合金的实际应用。
5.针对该问题,我们公开了一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺,以解决该问题。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于提供一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种汽车顶盖铝合金壳体,所述铝合金壳体包括铝合金基体,所述铝合金基体表面依次设置有过渡层、中间层和耐腐蚀涂层;所述过渡层为电沉积二氧化硅层;所述中间层通过两层改性二氧化硅堆叠组成。
8.较优化的方案,所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯4-6份、水性环氧树脂15-25份、叠氮化环氧树脂10-15份、固化剂3-5份、消泡剂2-3份、分散剂2-2.5份、成膜助剂1-2份、流平剂1-2份。
9.较优化的方案,所述改性氧化石墨烯主要由氧化石墨烯、二甲基乙酰胺、叠氮化聚氨酯反应制得。
10.较优化的方案,所述改性二氧化硅为磁性二氧化硅。
11.较优化的方案,所述改性二氧化硅主要由羟基氧化铁、无水乙醇、正硅酸乙酯反应制得。
12.较优化的方案,一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗,再置于乙醇溶液中,继续清洗,去离子水洗涤,真空干燥,备用;
(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph,密封条件下继续搅拌,再置于25-28℃水浴下搅拌4-6h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散,加入正硅酸乙酯,继续搅拌,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍1-2h,形成第一层改性二氧化硅;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡,再加入溶液c,继续搅拌,再置于150-160℃油浴下,搅拌反应2-3h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌均匀,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
13.较优化的方案,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗10-15min,再置于乙醇溶液中,继续清洗10-20min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌10-20min,再置于25-28℃水浴下搅拌4-6h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散20-25min,加入正硅酸乙酯,继续搅拌8-10h,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散30-40min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍30-40min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡8-10min,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍1-2h,形成第一层改性二氧化硅;所述改性二氧化硅的粒径为40nm;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为20nm,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡1-2h,再加入溶液c,继续搅拌10-20min,再置于150-160℃油浴下,搅拌反应2-3h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成
膜助剂和流平剂,混合搅拌20-30min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
14.较优化的方案,步骤(3)中,浸渍溶液b时,铝合金基体位于磁场中,磁场强度为12-14ka/m。
15.较优化的方案,两层改性二氧化硅堆叠时,采用的磁场强度相同,磁场方向相反。
16.较优化的方案,步骤(2) 中,电沉积时电压为3-5v,沉积时间为800-1000s。
17.与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:氧化石墨烯是一种二维纳米材料,其具有良好的力学性能、高的长径比及优异的阻隔性能,因此在合金耐腐蚀方向应用广泛,但随着研究的进一步深入,当氧化石墨烯覆盖在合金表面时,氧化石墨烯的高导电性极易引起电偶腐蚀,反而会加速金属的腐蚀;常规的解决方案一般为将氧化石墨烯分散至有机涂层中,再将有机涂层涂覆至合金表面,以避免电偶腐蚀的问题,但实际操作发现单纯依靠有机涂层无法彻底避免电偶腐蚀的问题,因此本技术公开了一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺,具体结构为铝合金基体-过渡层-中间层-耐腐蚀涂层;本方案中过渡层为电沉积的二氧化硅层,二氧化硅为绝缘材料,过渡层的设置能够有效阻断氧化石墨烯和铝合金基体之间的电连接,能够极大程度的避免电偶腐蚀问题。
18.由于过渡层是通过电沉积制得的二氧化硅,该二氧化硅粒子之间依旧存在间隙,当有机涂层破损之后,腐蚀介质可从该间隙进入并接触铝合金基体,从而对铝合金基体进行腐蚀反应,因此为避免该问题,进一步提高铝合金的耐腐蚀性能,本技术又制备了中间层,中间层通过两层改性二氧化硅堆叠组成,中间层、过渡层形成多层堆叠结构,提高合金表面的涂层致密度,降低腐蚀介质的进入,同时也大大延长了腐蚀介质的移动路径,从而进一步提高铝合金的耐腐蚀性能;同时中间层的粒子也选择为二氧化硅,通过二氧化硅的绝缘性能以进一步隔绝氧化石墨烯和铝合金,进一步避免发生电偶腐蚀问题。
19.在中间层制备时,由于常规的二氧化硅的粒子排列不均匀,在过渡层表面堆叠二氧化硅时依旧会存在间隙,从而影响合金表面的涂层致密度和耐防腐蚀效果,针对该问题,本技术选择对二氧化硅进行改进,制备得到磁性二氧化硅,制备中间层时处于磁场环境中进行操作,整体过程为:过渡层制备结束后,选择粒径为40nm的改性二氧化硅粒子,并将其堆叠至过渡层上,堆叠时置于磁场中,磁场强度为12-14ka/m,在该磁场下改性二氧化硅粒子会进行取向排列,形成第一层改性二氧化硅;接着本技术选择粒径为20nm的改性二氧化硅粒子,并将其堆叠在第一层改性二氧化硅表面,形成第二层改性二氧化硅,在该过程中选择在磁场强度相同,但磁场方向相反的磁场中进行堆叠,此时中间层呈现为取向相反的改性二氧化硅层相互堆叠,且上层改性二氧化硅的粒径明显小于下层改性二氧化硅,这样设置不仅能够有效避免二氧化硅粒子之间存在大量的间隙,保证耐腐蚀效果,而且能够极大程度的延长腐蚀介质的移动路径,提高耐腐蚀效果。
20.本技术制备中间层后,在其表面涂覆含有氧化石墨烯的耐腐蚀涂层,由于氧化石墨烯易团聚,为避免该问题,本技术又将叠氮化聚氨酯对其进行包覆,制备得到改性氧化石墨烯,由于叠氮化聚氨酯的存在,改性氧化石墨烯的分散性得到提高,与环氧树脂之间的相容性也大大提高,避免了氧化石墨烯易团聚的问题;同时在耐腐蚀涂层制备时,本技术还添加了叠氮化环氧树脂,叠氮化环氧树脂和环氧树脂相互协同作用,能够有效提高耐腐蚀涂
层的附着力,保证整个铝合金的耐腐蚀性能。
21.本技术公开了一种汽车顶盖铝合金壳体及其加工工艺,工艺设计合理,操作简单,制备得到铝合金壳体具有优异的耐腐蚀性能,且耐腐蚀性持久,当外表面的耐腐蚀涂层出现破损时,该铝合金壳体依旧能够保持一定的耐腐蚀性能,可有效保证汽车壳体的耐腐蚀性能,具有较高的实用性。
具体实施方式
22.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。
23.本方案中,所有实施例用铝合金基体均为6005铝合金。
24.实施例1:一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗10min,再置于乙醇溶液中,继续清洗10min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌10min,再置于25℃水浴下搅拌6h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为3v,沉积时间为1000s;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散20min,加入正硅酸乙酯,继续搅拌8h,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散30min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍30min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡8min,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍1h,形成第一层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为40nm;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为20nm,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡1h,再加入溶液c,继续搅拌10min,再置于150℃油浴下,搅拌反应3h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌20min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
25.本实施例步骤(3)中,浸渍溶液b时,铝合金基体位于磁场中,磁场强度为12ka/m;中间层中两层改性二氧化硅堆叠时,采用的磁场强度相同,磁场方向相反。
26.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯4份、水性环氧树脂
15份、叠氮化环氧树脂10份、固化剂3份、消泡剂2份、分散剂2份、成膜助剂1份、流平剂1份。
27.实施例2:一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗12min,再置于乙醇溶液中,继续清洗15min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌15min,再置于26℃水浴下搅拌5h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为4v,沉积时间为900s;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散24min,加入正硅酸乙酯,继续搅拌9h,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散35min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍35min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡9min,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍1.5h,形成第一层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为40nm;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为20nm,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡1.5h,再加入溶液c,继续搅拌15min,再置于155℃油浴下,搅拌反应2.5h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌25min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
28.本实施例步骤(3)中,浸渍溶液b时,铝合金基体位于磁场中,磁场强度为13ka/m;中间层中两层改性二氧化硅堆叠时,采用的磁场强度相同,磁场方向相反。
29.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯5份、水性环氧树脂20份、叠氮化环氧树脂12份、固化剂4份、消泡剂2.5份、分散剂2.4份、成膜助剂1.5份、流平剂1.5份。
30.实施例3:一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗15min,再置于乙醇溶液中,继续清洗20min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌20min,再置于28℃水浴下搅拌4h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为5v,沉积时间为800s;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散25min,
加入正硅酸乙酯,继续搅拌10h,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散40min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍40min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡10min,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍2h,形成第一层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为40nm;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为20nm,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡2h,再加入溶液c,继续搅拌20min,再置于160℃油浴下,搅拌反应2h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌30min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
31.本实施例步骤(3)中,浸渍溶液b时,铝合金基体位于磁场中,磁场强度为14ka/m;中间层中两层改性二氧化硅堆叠时,采用的磁场强度相同,磁场方向相反。
32.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯6份、水性环氧树脂25份、叠氮化环氧树脂15份、固化剂5份、消泡剂3份、分散剂2.5份、成膜助剂2份、流平剂2份。
33.对比例1:对比例1在实施例2的基础上进行参数变更,对比例1中并未进行中间层的制备,其余工艺步骤和参数与实施例2一致。
34.一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗12min,再置于乙醇溶液中,继续清洗15min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌15min,再置于26℃水浴下搅拌5h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为4v,沉积时间为900s;(3)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡1.5h,再加入溶液c,继续搅拌15min,再置于155℃油浴下,搅拌反应2.5h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌25min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
35.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯5份、水性环氧树脂20份、叠氮化环氧树脂12份、固化剂4份、消泡剂2.5份、分散剂2.4份、成膜助剂1.5份、流平剂1.5份。
36.对比例2:对比例2在实施例2的基础上进行参数变更,对比例2中二层改性二氧化
硅堆叠时,并未限定磁场方向,且并未限定改性二氧化硅的粒径,其余工艺步骤和参数与实施例2一致。
37.一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗12min,再置于乙醇溶液中,继续清洗15min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌15min,再置于26℃水浴下搅拌5h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为4v,沉积时间为900s;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散24min,加入正硅酸乙酯,继续搅拌9h,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散35min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍35min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡9min,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍1.5h,形成第一层改性二氧化硅;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡1.5h,再加入溶液c,继续搅拌15min,再置于155℃油浴下,搅拌反应2.5h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌25min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
38.本实施例步骤(3)中,浸渍溶液b时,铝合金基体位于磁场中,磁场强度为13ka/m。
39.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯5份、水性环氧树脂20份、叠氮化环氧树脂12份、固化剂4份、消泡剂2.5份、分散剂2.4份、成膜助剂1.5份、流平剂1.5份。
40.对比例3:对比例3在实施例2的基础上进行参数变更,对比例3中选用常规二氧化硅进行表面堆叠,堆叠时也并未置于磁场环境下,其余工艺步骤和参数与实施例2一致。
41.一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗12min,再置于乙醇溶液中,继续清洗15min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌15min,再置于26℃水浴下搅拌5h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为4v,沉积时间为900s;(3)取二氧化硅和异丙醇,超声分散35min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍35min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡9min,去离子
水洗涤后置于溶液b中,浸渍1.5h,形成第一层二氧化硅,所述二氧化硅的粒径为40nm;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层二氧化硅,所述二氧化硅的粒径为20nm,形成中间层;(5)取叠氮化聚氨酯和二甲基乙酰胺,混合均匀,得到溶液c;取氧化石墨烯和二甲基乙酰胺,混合均匀后超声振荡1.5h,再加入溶液c,继续搅拌15min,再置于155℃油浴下,搅拌反应2.5h,抽滤洗涤,真空干燥,得到改性氧化石墨烯;取改性氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌25min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
42.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,改性氧化石墨烯5份、水性环氧树脂20份、叠氮化环氧树脂12份、固化剂4份、消泡剂2.5份、分散剂2.4份、成膜助剂1.5份、流平剂1.5份。
43.对比例4:对比例4在实施例2的基础上进行参数变更,对比例3中耐腐蚀涂料中选用常规氧化石墨烯,其余工艺步骤和参数与实施例2一致。
44.一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,包括以下步骤:(1)取铝合金基体,表面打磨后置于丙酮溶液中,超声清洗12min,再置于乙醇溶液中,继续清洗15min,去离子水洗涤,真空干燥,备用;(2)取无水乙醇和硝酸钠,混合搅拌后加入正硅酸乙酯,调节ph至3,密封条件下继续搅拌15min,再置于26℃水浴下搅拌5h,得到溶液a;取步骤(1)处理后的铝合金基体,置于溶液a中,在铝合金基体表面电沉积二氧化硅,形成过渡层;其中电沉积时电压为4v,沉积时间为900s;(3)取羟基氧化铁、无水乙醇和去离子水,混合均匀后加入氨水,搅拌分散24min,加入正硅酸乙酯,继续搅拌9h,依次通过无水乙醇、去离子水洗涤,真空干燥,得到改性二氧化硅;取改性二氧化硅和异丙醇,超声分散35min,得到溶液b;取步骤(2)处理后的铝合金基体,置于3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中,浸渍35min,甲苯洗涤后依次采用无水乙醇、去离子水清洗,再置于盐酸溶液中浸泡9min,去离子水洗涤后置于溶液b中,浸渍1.5h,形成第一层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为40nm;(4)重复步骤(3),铝合金基体表面堆叠第二层改性二氧化硅,所述改性二氧化硅的粒径为20nm,形成中间层;(5)取氧化石墨烯、水性环氧树脂、叠氮化环氧树脂、固化剂、消泡剂、分散剂、成膜助剂和流平剂,混合搅拌25min,制得耐腐蚀涂料;将耐腐蚀涂料涂覆至步骤(4)处理后的铝合金基体表面,热风烘干,得到成品。
45.本实施例步骤(3)中,浸渍溶液b时,铝合金基体位于磁场中,磁场强度为13ka/m;中间层中两层改性二氧化硅堆叠时,采用的磁场强度相同,磁场方向相反。
46.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,氧化石墨烯5份、水性环氧树脂20份、叠氮化环氧树脂12份、固化剂4份、消泡剂2.5份、分散剂2.4份、成膜助剂1.5份、流平剂1.5份。
47.对比例5:对比例5在实施例2的基础上进行参数变更,对比例5中耐腐蚀涂料中并未添加叠氮化环氧树脂,其余工艺步骤和参数与实施例2一致。
48.所述耐腐蚀涂层各组分原料包括:以重量计,氧化石墨烯5份、水性环氧树脂32份、固化剂4份、消泡剂2.5份、分散剂2.4份、成膜助剂1.5份、流平剂1.5份。
49.试验:1、耐腐蚀性能:根据 gb/t 1771-2007《色漆和清漆-耐中性盐雾性能的测定》,测试时将样品放置于盐雾试验箱中进行盐雾测试,测试时采用质量分数 5%nacl 溶液,试验室温度 35℃,测试后得到试样a,观察试样a表面气泡、锈蚀、脱落现象,参考 iso 4628-2016对合金表面腐蚀情况进行评定。
50.2、附着力:根据 gb/t 9286-1998《色漆和清漆-漆膜的划格试验》测定铝合金表面涂层的附着力,测试时划格器在铝合金表面划出相互交叉的线,均匀施力并形成网格,确保从划痕露出金属基体。
51.3、在样品表面划痕,划痕相互垂直,且划痕长度为80mm,宽度为0.5mm,划痕深度至暴露出中间层,再将该样品进行耐腐蚀性能测试,测试200h后得到试样b,观察试样b表面气泡、锈蚀、脱落现象,参考 iso 4628-2016对合金表面腐蚀情况进行评定。具体测试方式如上。
52.结论:本技术公开了一种汽车顶盖铝合金壳体的加工工艺,工艺设计合理,操作简
单,制备得到铝合金壳体具有优异的耐腐蚀性能,且耐腐蚀性持久,当外表面的耐腐蚀涂层出现破损时,该铝合金壳体依旧能够保持一定的耐腐蚀性能,具有较高的实用性。
53.最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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