本發(fā)明涉及鋁合金液壓缸表面處理，特別是涉及一種鋁合金液壓缸高耐蝕耐磨、強(qiáng)韌表面復(fù)合膜的制備及產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

1、鋁合金液壓缸具有缸體重量輕、耐高壓、不易變形及散熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、船舶等高速運(yùn)行設(shè)備中，尤其在一些輕量化要求高的系統(tǒng)中具有明顯優(yōu)勢(shì)。但是液壓件的服役工況復(fù)雜，需要鋁合金液壓缸材料不僅具有優(yōu)良的耐磨耐蝕性能，還需要耐疲勞性能優(yōu)越；如在工程機(jī)械行業(yè)中，其使用工況一般為：循環(huán)頻率20～30次/min，承受壓力≥10mpa，鋁合金液壓缸在使用過(guò)程中容易發(fā)生瞬間斷裂，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益?；诖耍ǔＰ枰獙?duì)鋁合金液壓缸關(guān)鍵部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥?lái)強(qiáng)化工作性能，如鍍鉻、噴涂、陽(yáng)極氧化和噴砂研磨等。但傳統(tǒng)的表面處理方式對(duì)于鋁合金液壓缸關(guān)鍵部件的性能提升方面比較單一，對(duì)于提升其綜合性能方面還較為欠缺。如何既解決鋁合金液壓缸耐蝕耐磨性問(wèn)題，又提升其疲勞等力學(xué)性能，是鋁合金液壓缸領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提供一種鋁合金液壓缸高耐蝕耐磨、強(qiáng)韌表面復(fù)合膜的制備及產(chǎn)品，以解決背景技術(shù)中的上述問(wèn)題。本發(fā)明基于鋁合金微納米緩梯度界面設(shè)計(jì)以及金屬-無(wú)機(jī)復(fù)合膜的電化學(xué)制備方案實(shí)現(xiàn)了鋁合金液壓缸表面強(qiáng)膜基結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了鋁合金液壓缸表面強(qiáng)膜基結(jié)合，提升了其表面耐蝕、耐磨與耐疲勞性能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明技術(shù)方案之一：提供一種鋁合金表面微納米緩梯度及復(fù)合電化學(xué)處理方法，包括以下步驟：

4、將鋁合金材料作為正極，浸入多元羥基弱酸-強(qiáng)酸電解液中，進(jìn)行溫度交變正負(fù)高頻脈沖處理，得到表面處理材料；

5、將所述表面處理材料浸入鉬酸銨硫脲混合溶液中浸漬，熱處理，得到表面改性鋁合金材料。

6、常規(guī)的氧化(恒溫氧化)反應(yīng)劇烈、放熱快，反應(yīng)難以精確控制；而本發(fā)明通過(guò)設(shè)置交變溫度氧化的方式，可以減緩氧化反應(yīng)速率，使產(chǎn)品均勻成膜；并且通過(guò)此變溫度氧化操作，可以在較高溫度處理下形成孔徑較大的微孔、在較低溫度處理下形成納米孔，從而實(shí)現(xiàn)微納米緩梯度界面。

7、本發(fā)明通過(guò)此微觀界面設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)了微應(yīng)力的分布，從而提升了產(chǎn)品的表面耐磨性和高頻疲勞性能。

8、優(yōu)選地，所述鋁合金材料為鋁合金液壓缸。

9、優(yōu)選地，在將鋁合金材料置于多元羥基弱酸-強(qiáng)酸電解液中之前，還包含對(duì)鋁合金材料表面進(jìn)行噴砂處理的步驟；所述噴砂處理中的砂料種類為粒徑5-100目的二氧化硅，時(shí)間為3-5min。

10、噴砂處理主要是為了去除鋁合金材料表面的氧化物，起到物理清潔的作用，并提升產(chǎn)品的疲勞性能，可以微觀的壓應(yīng)力。

11、優(yōu)選地，所述多元羥基弱酸-強(qiáng)酸電解液中包含以下組分：2～5vol％的h2so4，20-60g/l的h3po4，30-60g/l的c3h7no2s(半胱氨酸)，2-8g/l的羧基苯磺酸鈉。

12、本發(fā)明添加c3h7no2s是為了與鋁合金材料中微量其他金屬元素在溶液中進(jìn)行絡(luò)合；添加羧基苯磺酸鈉是為了調(diào)節(jié)電化學(xué)反應(yīng)速率。

13、優(yōu)選地，所述溫度交變正負(fù)高頻脈沖處理的正負(fù)高頻脈沖參數(shù)為：正向電流密度為1-2a/dm2，負(fù)向電流密度為0.2-1a/dm2，脈沖頻率為1000-2800hz，占空比為50-80％，時(shí)間為60-150min；所述溫度交變正負(fù)高頻脈沖處理的溫度交變參數(shù)為：溫度交變范圍10-30℃，按照5℃/min的變化速率交變調(diào)節(jié)。

14、優(yōu)選地，所述鉬酸銨硫脲混合溶液的參數(shù)為：鉬酸銨濃度90-150g/l，硫脲濃度40-75g/l，ph值為8-10。

15、優(yōu)選地，所述浸漬的時(shí)間為3-5min。

16、優(yōu)選地，所述熱處理的溫度為300-500℃，時(shí)間為30-40min，氣氛為保護(hù)氣氛。

17、本發(fā)明技術(shù)方案之二：提供一種根據(jù)上述處理方法制備得到的表面改性鋁合金材料。

18、本發(fā)明的有益技術(shù)效果如下：

19、為提高鋁合金液壓缸表面在復(fù)雜服役環(huán)境下的耐磨耐蝕性及耐疲勞性能，本發(fā)明提供了一種鋁合金表面微納米緩梯度及復(fù)合電化學(xué)處理方法，其采用正負(fù)高頻脈沖與交變溫度氧化相結(jié)合，在多元羥基弱酸-強(qiáng)酸體系中進(jìn)行表面處理，可得到表面耐磨性高、抗蝕性強(qiáng)的復(fù)合膜，同時(shí)可提升鋁合金材料的抗疲勞性能。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的制備方法簡(jiǎn)單環(huán)保，適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

20、本發(fā)明基于鋁合金微納米緩梯度界面設(shè)計(jì)以及金屬-無(wú)機(jī)復(fù)合膜的電化學(xué)制備方案實(shí)現(xiàn)了鋁合金液壓缸表面強(qiáng)膜基結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了鋁合金液壓缸表面強(qiáng)膜基結(jié)合，提升了其表面耐蝕、耐磨與耐疲勞性能。

技術(shù)特征：

1.一種鋁合金表面微納米緩梯度及復(fù)合電化學(xué)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述多元羥基弱酸-強(qiáng)酸電解液中包含以下組分：2～5vol％的h2so4，20-60g/l的h3po4，30-60g/l的c3h7no2s，2-8g/l的羧基苯磺酸鈉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述溫度交變正負(fù)高頻脈沖處理的正負(fù)高頻脈沖參數(shù)為：正向電流密度為1-2a/dm2，負(fù)向電流密度為0.2-1a/dm2，脈沖頻率為1000-2800hz，占空比為50-80％，時(shí)間為60-150min；所述溫度交變正負(fù)高頻脈沖處理的溫度交變參數(shù)為：溫度交變范圍10-30℃，按照5℃/min的變化速率交變調(diào)節(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述鉬酸銨硫脲混合溶液的參數(shù)為：鉬酸銨濃度90-150g/l，硫脲濃度40-75g/l，ph值為8-10。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述浸漬的時(shí)間為3-5min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為300-500℃，時(shí)間為30-40min，氣氛為保護(hù)氣氛。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述處理方法制備得到的表面改性鋁合金材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁合金液壓缸高耐蝕耐磨、強(qiáng)韌表面復(fù)合膜的制備及產(chǎn)品，屬于鋁合金液壓缸表面處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的鋁合金表面微納米緩梯度及復(fù)合電化學(xué)處理方法，包括以下步驟：將鋁合金材料作為正極，浸入多元羥基弱酸?強(qiáng)酸電解液中，進(jìn)行溫度交變正負(fù)高頻脈沖處理，得到表面處理材料；將所述表面處理材料浸入鉬酸銨硫脲混合溶液中浸漬，熱處理，得到表面改性鋁合金材料。本發(fā)明基于鋁合金微納米緩梯度界面設(shè)計(jì)以及金屬?無(wú)機(jī)復(fù)合膜的電化學(xué)制備方案實(shí)現(xiàn)了鋁合金液壓缸表面強(qiáng)膜基結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了鋁合金液壓缸表面強(qiáng)膜基結(jié)合，提升了其表面耐蝕、耐磨與耐疲勞性能。

技術(shù)研發(fā)人員：盧飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：盧飛
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6