一种耐磨铝合金及其制备方法与流程

本发明涉及铝合金材料，具体涉及一种耐磨铝合金及其制备方法。

背景技术：

1、铝是用量最大的有色金属，是国民经济发展的重要功能性和结构性材料，是当前用途最广泛、最经济的材料之一。目前，中国是全球最大的原铝生产国、消费国、贸易国。随着现代工业的发展，各种机械设备对材料轻量化的要求越来越高，铝及铝合金由于密度小，含量丰富，同时具有优良的物理化学性能，在航空航天行业受到广泛应用。但由于铝及其合金材料的硬度低、耐磨性差等缺点其应用受到了一定的限制，每年因为铝合金表面磨损而造成的材料消耗量巨大，探索提高铝合金材料的表面硬度和耐磨性具有至关重要的意义。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：针对上述的技术问题，本发明的目的是提供一种耐磨铝合金及其制备方法，利用磁性纳米纤维和电源电压协同作用，在铝合金表面制备了陶瓷层，磁性纳米纤维由于特殊的三维结构，能够增强气膜两端的电场，并且凭借其良好的导电性和热导率使铝合金表面电流更加均匀，从而提高陶瓷层的成膜质量和致密性。同时，在微弧氧化反应电磁场的作用下，磁场与铁能够相互作用，使磁性纳米纤维富集于铝合金表面，进一步提升磁性纳米纤维的作用效果。

2、技术方案：一种耐磨铝合金的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：将铝合金基材表面，依次用不同粒度的砂纸进行研磨处理；

4、s2：待表面光滑平整后采用无水乙醇超声清洗30min；

5、s3：采用微弧氧化技术制备微弧氧化陶瓷层，即得耐磨铝合金。

6、进一步的，所述铝合金基材粉末成分构成为：si 9.42％、cu 1.0％、mg 1.42％、zn3.15％、al余量。

7、进一步的，所述不同粒度的砂纸分别为400#、800#、1000#和1500#。

8、进一步的，所述微弧氧化采用双极性脉冲微弧氧化电源，电源基础电参数设置为：占空比15％，正负脉冲比1:1，频率450hz；负向电压设置为100-150v；正向电压采用分段式，1-5min：400v，6-10min：480v，11-15min：440v。

9、进一步的，所述微弧氧化条件为：基础电解液：4g/lna2sio3、4g/lna2wo3、2g/lkoh、2g/ledta-2na、1-1.5g/l磁性纳米纤维、蒸馏水。

10、进一步的，所述磁性纳米纤维的制备方法如下：

11、(1)取细菌纤维素，用0.19mol/l的氢氧化钠溶液在90℃下浸泡30min，抽滤、洗涤；

12、(2)加水，配制成1wt.％的悬液，超声处理20min，抽滤；

13、(3)加入氯化亚铁溶液搅拌，加入氢氧化钠搅拌5min；

14、(4)置于静磁场中30-60min；

15、(5)用蒸馏水洗涤，抽滤后干燥，即得磁性纳米纤维。

16、进一步的，所述超声功率为300w。

17、进一步的，所述静磁场强度为0.2-0.4t。

18、上述耐磨铝合金的制备方法所制备的耐磨铝合金。

19、有益效果：

20、本发明利用磁性纳米纤维和电源电压协同作用，在铝合金表面制备了陶瓷层，磁性纳米纤维由于特殊的三维结构，能够增强气膜两端的电场，并且凭借其良好的导电性和热导率使铝合金表面电流更加均匀，从而提高陶瓷层的成膜质量和致密性。同时，在微弧氧化反应电磁场的作用下，磁场与铁能够相互作用，使磁性纳米纤维富集于铝合金表面，进一步提升磁性纳米纤维的作用效果。

技术特征：

1.一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝合金基材粉末成分构成为：si 9.42％、cu 1.0％、mg 1.42％、zn 3.15％、al余量。

3.根据权利要求1所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述不同粒度的砂纸分别为400#、800#、1000#和1500#。

4.根据权利要求1所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化采用双极性脉冲微弧氧化电源，电源基础电参数设置为：占空比15％，正负脉冲比1:1，频率450hz；负向电压设置为100-150v；正向电压采用分段式，1-5min：400v，6-10min：480v，11-15min：440v。

5.根据权利要求1所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化条件为：基础电解液：4g/lna2sio3、4g/lna2wo3、2g/lkoh、2g/ledta-2na、1-1.5g/l磁性纳米纤维、蒸馏水。

6.根据权利要求5所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述磁性纳米纤维的制备方法如下：

7.根据权利要求6所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述超声功率为300w。

8.根据权利要求6所述的一种耐磨铝合金的制备方法，其特征在于，所述静磁场强度为0.2-0.4t。

9.根据权利要求1-8任一项所述的耐磨铝合金的制备方法所制备的耐磨铝合金。

技术总结本发明提供了一种耐磨铝合金及其制备方法。包括以下步骤：S1：将铝合金基材表面，依次用不同粒度的砂纸进行研磨处理；S2：待表面光滑平整后采用无水乙醇超声清洗30min；S3：采用微弧氧化技术制备微弧氧化陶瓷层，即得耐磨铝合金。本发明利用磁性纳米纤维和电源电压协同作用，在铝合金表面制备了陶瓷层，磁性纳米纤维由于特殊的三维结构，能够增强气膜两端的电场，并且凭借其良好的导电性和热导率使铝合金表面电流更加均匀，从而提高陶瓷层的成膜质量和致密性。同时，在微弧氧化反应电磁场的作用下，磁场与铁能够相互作用，使磁性纳米纤维富集于铝合金表面，进一步提升磁性纳米纤维的作用效果。技术研发人员：崔立新,赵晓光,冯宗玲,唐建国,吴胜利,高尚辉,吕涛,辛文侠,成凯,杨国强,张晓,许庆彬,李明,许英杰,梁鹏,张伟,赵虎,甘伟科,贾林麦,王丹丹,郑婷婷,王世超受保护的技术使用者：山东创新金属科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23