一种铝合金零件表面防腐处理方法与流程
本发明涉及金属表面处理，尤其是涉及一种铝合金零件(铸造铝合金零件或变形铝合金零件)的表面防腐处理方法。
背景技术：
1、铝合金是以铝为基材添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一，在航天、航空、铁路交通运输、建筑、机电等领域有着广泛的应用。铝合金防腐性能是上述应用领域所关注的重点性能之一，在大多数服役环境良好的使用条件下，铝合金无须进行额外防腐处理，但是对于个别服役环境特别恶劣的地区，如化工企业周边地区、空气中含有盐、碱和酸性等腐蚀物质地区，海洋盐雾与干湿交变环境、航空航天高温热腐蚀环境等，需要进行额外的防腐处理以满足防腐性能要求。由于铝合金在空气中会形成自然氧化膜，对于钢材适用的等离子喷涂、涂料涂装、热浸镀锌等防腐技术在铝合金上存在结合力不强、涂层易脱落、使用寿命短等问题，因此，铝合金零部件主要通过钝化、阳极氧化、微弧氧化、热电化学氧化等工艺以形成致密氧化层，从而提升防腐性能。
2、发明专利申请cn 113913893 a公开了一种7050铝合金表面微弧氧化陶瓷膜层的制备方法，采用直流脉冲微弧氧化装置对7050铝合金进行表面微弧氧化，电解液中加入了氧化铈和碳纳米管，所制备陶瓷膜层的耐腐蚀性能以自腐蚀电位和自腐蚀电流表征均得到提高，但是，7050等7系合金价格高、不适于铸造加工，并非铝合金铸件和锻件的常用材料。发明专利申请cn 107345309 a公开了一种高硅铝合金等离子体电解氧化陶瓷涂层制备方法，包括预处理、确定负向截止电压、制备涂层等步骤，电流密度为5～20a/dm2，正负占空比为10～50％，频率为50～2500hz，处理时间为60～120min，得到厚度40～90微米的氧化涂层，实现了高硬度(1000hv)、高速油润滑的低摩擦系数(0.05)及良好的耐腐蚀性能(中性盐雾超过1400h)的涂层制备。在该专利申请中，其应用对象是汽车发动机缸体的压铸铝材料，但权利要求和实施方式均未对“高硅铝合金”给出准确定义，且中性盐雾1400h对于前述恶劣环境地区的使用需求仍嫌不足。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种铝合金零件表面防腐处理方法，本发明方法处理后的铝合金零件具有更高的腐蚀防护效果，同时兼具较好的硬度、表面光洁度。
2、本发明的技术方案如下：
3、本发明的目的是提供一种铝合金零件表面防腐处理方法，包括如下步骤：
4、(1)检查铸造或锻造铝合金零件，确保表面无明显破损、油污、氧化皮；
5、(2)将铝合金零件浸没在电解液中进行热电化学氧化处理；
6、(3)将经过步骤(2)处理的铝合金零件进行抛光。
7、在本发明的一个实施例中，步骤(1)中，铝合金零件的材质为zl101a、2024或6082。
8、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，电解液包括硅酸根离子、多聚硅酸根离子、氢氧根离子；其中，硅酸根离子浓度为4-20mol/l，以sio32-计；氢氧根离子浓度为2-8mol/l。
9、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，电解液含有钾离子、钠离子，使溶液保持电平衡。
10、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，热电氧化处理过程中：铝合金零件连接脉冲电源阳极，金属电极连接脉冲电源阴极。
11、在本发明的一个实施例中，步骤(2)中，热电氧化处理条件为：脉冲电源正电流为8-14a/dm2，负电流为6-16a/dm2，占空比为70-100％，反应时间为40～90min。
12、在本发明的一个实施例中，步骤(3)中，抛光方法为振动抛光或手持研磨盘抛光；抛光时间为1-6min。
13、在本发明的一个实施例中，抛光磨料或研磨盘为树脂磨料或碳化硅磨料。
14、在本发明的一个实施例中，磨料形状为球形、四棱锥形、金字塔形或圆柱形。
15、在本发明的一个实施例中，抛光后铝合金零件的表面氧化层厚度为90-110μm，表面粗糙度ra为1.5-2.5μm。
16、在本发明的一个实施例中，铝合金零件表面防腐处理后，铜离子加速盐雾试验240小时防护等级为rp7以上，中性盐雾试验2000小时防护等级为rp7以上，均保持外观完好；zl101a铝合金表面维氏硬度≥600hv，2024铝合金表面维氏硬度≥1000hv。
17、本发明有益的技术效果在于：
18、本发明开发了一种新的铝合金零件表面防腐处理方法，该方法能够普遍适用于铝合金铸造件和锻造件，如zl101a、2024、6082等材料，处理后具备更高的腐蚀防护效果，同时兼具较好的硬度、表面光洁度，适用于铁路交通运输、航空航天、建筑机电等领域具有较高防腐性能需求的应用。
19、本发明方法对于zl101a、2024、6082等常见铸造或锻造铝合金牌号均可应用，在相对较短的处理时间内获得的样品涂层厚度超过90μm，最高可达110μm，耐腐蚀效果达到铜离子加速盐雾试验240小时、中性盐雾试验2000小时以上，防护能力超过现有技术，且能够同时具有较高的硬度和光滑表面，提供了耐磨和疏水能力。
技术特征：
1.一种铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(1)中，铝合金零件的材质为zl101a、2024或6082。
3.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(2)中，电解液包括硅酸根离子、多聚硅酸根离子、氢氧根离子；其中，硅酸根离子浓度为4-20mol/l，以sio32-计；氢氧根离子浓度为2-8mol/l。
4.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(2)中，电解液含有钾离子、钠离子，使溶液保持电平衡。
5.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(2)中，热电氧化处理过程中：铝合金零件连接脉冲电源阳极，金属电极连接脉冲电源阴极。
6.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(2)中，热电氧化处理条件为：脉冲电源正电流为8-14a/dm2，负电流为6-16a/dm2，占空比为70-100％，反应时间为40-90min。
7.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，步骤(3)中，抛光方法为振动抛光或手持研磨盘抛光；抛光时间为1-6min。
8.根据权利要求7所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，抛光磨料或研磨盘为树脂磨料或碳化硅磨料。
9.根据权利要求7所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，磨料形状为球形、四棱锥形、金字塔形或圆柱形。
10.根据权利要求1所述的铝合金零件表面防腐处理方法，其特征在于，抛光后铝合金零件的表面氧化层厚度为90-110μm，表面粗糙度ra为1.5-2.5μm。
技术总结
本发明公开了一种铝合金零件表面防腐处理方法，包括如下步骤：(1)检查铸造或锻造铝合金零件，确保表面无明显破损、油污、氧化皮；(2)将铝合金零件浸没在电解液中进行热电化学氧化处理；(3)将经过步骤(2)处理的铝合金零件进行抛光。本发明方法普遍适用于铝合金铸造件和锻造件，如ZL101A、2024、6082等材料，处理后具备更高的腐蚀防护效果，同时兼具较好的硬度、表面光洁度，适用于铁路交通运输、航空航天、建筑机电等领域具有较高防腐性能需求的应用。
技术研发人员：李文浩,雷厉,梁伟,韩欣欣,郑子涵
受保护的技术使用者：诸暨市中俄联合材料实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5