[发明专利]一种铝合金表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属表面处理方法，特别是普通铝合金门窗所用铝合金表面处理方法。

背景技术

由于铝合金具有强度高、重量轻、变形小、稳定性高、耐久性强、利于定型加工、开启轻便、密闭性好、维修费用低、装饰效果较强、使用寿命长(50-100年)，报废后还可高价回收再利用，无任何污染等特点。建筑物或建筑物中铝合金门窗的应用日益普遍，随着科学技术的进步，近年来正逐步向汽车工业、宇航、海洋应用等方面拓展。

但是铝合金门窗长期接触水或其它电解质溶液，容易产生电化学腐蚀，同时铝合金门窗框上有一些钢铁连接件、固定件，铝合金与钢铁之间长期接触，在潮湿环境下也会发生电化学腐蚀。此外，铝合金接触水泥砂浆会造成腐蚀，这是由于水泥砂浆呈碱性引起的，这也是铝合金门窗所独有的问题。合金本身存在耐腐蚀性差的弱点，除易受空气中的酸雨侵蚀外，水泥水化作用生成Ca(OH)₂的与空气中的CO₂作用生成CaCO₃对铝材亦有腐蚀作用。对铝合金表面喷漆处理，虽然极大改善了铝合金的美观度，但是耐高温性差、抗腐蚀性弱，且易脱落。

目前，国内外都在采取各种方法对铝及其合金表面进行改性处理，以获得各项优良性能，拓宽其应用范围。

发明内容

为解决背景技术中存在的一些技术问题，本发明的目的在于提供了一种铝合金表面处理方法。使其具有耐腐蚀，抗磨损，耐高温，色泽亮丽的特点，并且可以根据膜厚的不同呈现不同的颜色，提高铝合金的美观度。

本发明采用的技术方案是：

先对铝合金表面抛光，清洗，然后采用有机溶剂，酒精等超声清洗后，在普通铝合金基底上采用PECVD法沉积一层氮化硅薄膜，沉积过程采用的参数，温度为100～500℃，射频功率为20～150W，沉积时间为5～60min，SiH₄/NH₃流量比为4∶1～1∶30。

所述的沉积氮化硅薄膜厚度随沉积参数的变化而变化，从而在铝合金表面显示出不同的颜色。

本发明具有的有益效果是：

氮化硅膜覆盖在铝合金表面，由于氮化硅耐腐蚀性强、硬度高、抗高温能力强、色泽亮丽，有效阻止了外界对铝合金的腐蚀，从而提高其耐腐蚀性；另外，相比于表面喷漆处理，沉积氮化硅膜有效提高了铝合金表面抗高温性、抗腐蚀性能，且氮化硅膜与合金表面结合良好，不易脱落，并且可以根据膜厚的不同呈现不同的颜色，提高铝合金的美观度。

具体实施方式

下面实施例中的氮化硅膜均采用等离子增强化学气相沉积法(PECVD)沉积得到。设备型号为北京微电子研究所提供的HQ-2型PECVD。

实施例1：选用普通铝合金门窗上的铝合金，制作成2.5cm×1.5cm的试样，分别在1#，3#，5#砂纸抛光，然后用清水冲洗干净，再用丙酮超声清洗15min，酒精超声清洗10min，最后去离子水冲洗干净，晾干，放入PECVD工作室沉积。在沉积过程中，PECVD的参数设置为：温度300℃，射频功率55W，SiH₄(10％N₂稀释)流量100sccm，NH₃流量30sccm，沉积时间10min。沉积完毕后，在铝合金表面形成了一层淡黄色的氮化硅保护膜。

实施例2：选用普通铝合金门窗上的铝合金，制作成2.5cm×1.5cm的试样，分别在1#，3#，5#砂纸抛光，然后用清水冲洗干净，再用丙酮超声清洗15min，酒精超声清洗10min，最后去离子水冲洗干净，晾干，放入PECVD工作室沉积。在沉积过程中，PECVD的参数设置为：温度500℃，射频功率150W，SiH₄(10％N₂稀释)流量50sccm，NH₃流量150sccm，沉积时间5min。沉积完毕后，在铝合金表面形成了一层暗黄色的氮化硅保护膜。

实施例3：选用普通铝合金门窗上的铝合金，制作成2.5cm×1.5cm的试样，分别在1#，3#，5#砂纸抛光，然后用清水冲洗干净，再用丙酮超声清洗15min，酒精超声清洗10min，最后去离子水冲洗干净，晾干，放入PECVD工作室沉积。在沉积过程中，PECVD的参数设置为：温度100℃，射频功率20W，SiH₄(10％N₂稀释)流量200sccm，NH₃流量5sccm，沉积时间60min。沉积完毕后，在铝合金表面形成了一层暗红色的氮化硅保护膜。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。