一种铝合金表面高性能微弧氧化层的制作方法

本实用新型涉及铝合金氧化涂层领域，特别涉及一种铝合金表面高性能微弧氧化层。

背景技术：

铝合金密度低，比强度高，易于加工成型，具有很好的导电、导热综合性能，已广泛引用于航空航天、汽车、船舶和机械制造等领域。但是在使用过程中也出现了硬度低、耐磨和耐腐蚀性差等缺陷，限制了进行一步应用。为了提高铝合金的表面性能，拓展应用范围，表面处理技术应运而生，很多表面处理方法，如化学氧化、阳极氧化、激光熔覆、电镀、喷涂等表面处理技术，而利用微弧氧化技术在铝合金表面制备陶瓷层，是有效的表面处理方法。铝合金微弧氧化是一个表面熔融-凝固-熔融无限循环的过程，微弧氧化过程中火花放电使基体表面瞬时高温(10³～10⁴K)，使铝合金基体与OH^-在热化学、电化学、等离子化学等反应生成α-Al2O3、γ-Al2O3。微弧氧化陶瓷层具有很好的耐磨、耐高温、抗疲劳、耐腐蚀等性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种铝合金表面高性能微弧氧化层，。

一种铝合金表面高性能微弧氧化层，包括：

基体；

α-Al2O3层，其设置在所述基体的上部，用于覆盖所述基体的表面；

γ-Al2O3层，其设置在所述α-Al2O3层的上方,用于覆盖所述α-Al2O3层的表面；

Zn-Al-LDH层，其设置在所述γ-Al2O3层的上方，用于覆盖所述γ-Al2O3层的表面；

其中，所述α-Al2O3层的厚度为20～30μm；所述γ-Al2O3层的厚度为40～50μm；所述Zn-Al-LDH层的厚度为2～5μm。

优选的是，所述γ-Al2O3层的粗糙度为3.56μm。

优选的是，所述α-Al2O3层对的粗糙度为1.50μm。

优选的是，所述α-Al2O3层的厚度为25μm。

优选的是，所述γ-Al2O3层的厚度为45μm。

优选的是，所述Zn-Al-LDH层的厚度为3μm。

优选的是，在所述γ-Al2O3层的上端面设有孔隙，所述Zn-Al-LDH层伸入孔隙内部。

优选的是，所述γ-Al2O3层中Zn-Al-LDH晶体呈的竖直成片状生长。

实用新型的有益效果是：1、α-Al2O3层具有良好的致密度，能够也基体充分结合，提高基体的耐腐蚀性能；2、Zn-Al-LDH层具有硬度高，耐磨性和抗疲劳性能高的特点；3、γ-Al2O3层与α-Al2O3层和Zn-Al-LDH层具有良好的结合度，能够提供层结构的强度。

附图说明

图1是本实用新型一种铝合金表面高性能微弧氧化层的示意图。

图2是本实用新型一种铝合金表面高性能微弧氧化层的扫描电镜图。

图3是本实用新型一种铝合金表面高性能微弧氧化层的中γ-Al2O3层的扫描电镜图。

图4是本实用新型一种铝合金表面高性能微弧氧化层的中Zn-Al-LDH层层的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-4所示，本实用新型的一种实现形式，为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括：

基体110由铝合金，作为一种优选，所述基体为6061铝合金。

α-Al2O3层120，其设置在所述基体110的上部，用于覆盖所述基体110的表面；作为一种优选，所述α-Al2O3层120的厚度为20～30μm；作为进一步优选，所述α-Al2O3层的厚度为25μm。

γ-Al2O3层130设置在所述α-Al2O3层120的上方,用于覆盖所述α-Al2O3层120的表面；作为一种优选，所述γ-Al2O3层130的厚度为40～50μm；作为进一步优选，所述γ-Al2O3层130的厚度为45μm。

Zn-Al-LDH层140设置在所述γ-Al2O3层130的上方，用于覆盖所述γ-Al2O3层130的表面；作为一种优选，所述Zn-Al-LDH层140的厚度为5～10μm。作为进一步优选，所述所述Zn-Al-LDH层140的厚度为8um。

在使用过程中，Zn-Al-LDH层140具有硬度高，高耐磨性和高抗疲劳性，能够有效地保护基体110不受腐蚀和磨损。α-Al2O3层120具有良好的致密度，能够也基体110充分结合，提高基体的耐腐蚀性能。γ-Al2O3层130与α-Al2O3层120和Zn-Al-LDH层140具有良好的结合度，能够提供层结构的强度。

在另一个实施例中，所述α-Al2O3层的粗糙度为1.50μm。在此粗糙度范围内，能够与基体110紧密结合保障氧化层1的强度。

在另一个实施例中，所述γ-Al2O3层的粗糙度为3.56μm。在此粗糙度范围内，γ-Al2O3层与α-Al2O3层120和Zn-Al-LDH层140具有良好的结合度，能够与紧密结合保障氧化层1的强度。

在另一个实施例中，所述α-Al2O3层120的厚度为25μm。在此厚度便于保障α-Al2O3层120的强度。

在另一个实施例中，所述γ-Al2O3层130的厚度为45μm。在此厚度便于保障γ-Al2O3层130的强度。

在另一个实施例中，所述Zn-Al-LDH层140的厚度为3μm。

在另一个实施例中，在所述γ-Al2O3层130的上端面设有孔隙，所述Zn-Al-LDH层140伸入孔隙内部。

在另一个实施例中，所述γ-Al2O3层中Zn-Al-LDH晶体呈的竖直成片状生长。

图2为一种铝合金表面高性能微弧氧化层的截面扫描电镜图，1为6061铝合金基体，2为致密层α-Al203，3为疏松层γ-Al2O3，4为Zn-Al-LDH，铝基体和陶瓷层有明显界面，而α-Al203、γ-Al2O3和Zn-Al-LDH无明显界面，结合更加紧密。Zn-Al-LDH修复微孔和裂纹等缺陷使断面微孔减少，陶瓷层更加致密。α-Al203具有很好的耐磨、耐腐蚀性能，Zn-Al-LDH具有很好的耐腐蚀性能。

图3为γ-Al2O3层的扫描电镜图，可以看出γ-Al2O3表面粗糙、疏松，有很多孔洞，表面和孔洞处生长细小的Zn-Al-LDH。

图4为Zn-Al-LDH层层的扫描电镜图，Zn-Al-LDH竖直成片状生长在γ-Al2O3表面，Zn-Al-LDH更加均匀和紧密。

如上所述一种铝合金表面高性能微弧氧化层1，α-Al2O3层硬度高具有良好的致密度，能够也基体充分结合，提高基体的耐磨损和抗疲劳性能；Zn-Al-LDH层具有封闭孔隙，耐腐蚀性能高的特点；γ-Al2O3层与α-Al2O3层和Zn-Al-LDH层具有良好的结合度，能够提供层结构的强度。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。