[发明专利]一种超低摩擦系数的铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种超低摩擦系数的铝基复合材料，其特征在于，包括铝基材、在铝基材表面通过微弧氧化生成的Al₂O₃硬化膜层、在Al₂O₃硬化膜层表面喷涂的MoS₂基干膜润滑层。

2.根据权利要求1所述的超低摩擦系数的铝基复合材料，其特征在于，所述Al₂O₃硬化膜层的总厚度为50～250um，α-Al₂O₃含量大于35％，硬度为HV700～HV2000，表面粗糙度为Ra 0.8～1.6，Al₂O₃硬化膜层孔隙度为5％～15％。

3.根据权利要求1所述的超低摩擦系数的铝基复合材料，其特征在于，所述MoS₂基干膜润滑层厚度为5～35um。

4.权利要求1-3中任意一项所述的超低摩擦系数的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1)铝基材预处理，将铝基材加工至表面粗糙度为Ra 1.6～3.2；

2)Al₂O₃硬化膜层的生成，在铝基材表面通过微弧氧化工艺形成总厚度为80～300um的Al₂O₃硬化膜层；打磨Al₂O₃硬化膜层表面，减薄至50～250um，去除以γ-Al₂O₃为主的表面疏松层，保持Al₂O₃陶瓷膜的相组成中α-Al₂O₃大于35％；打磨后的Al₂O₃硬化膜层，采用常规设备进行超声波清洗，清洗剂为水基清洗剂，清洗温度为40℃-60℃；在80～100℃下真空烘干；

3)MoS₂基干膜润滑层的喷涂，在经步骤(2)处理的Al₂O₃硬化膜层上喷涂MoS₂基润滑膜，并在150℃～250℃、真空度为50～150Pa的条件下真空固化2～2.5小时。

5.根据权利要求4所述的超低摩擦系数的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述微弧氧化工艺采用的电解液为硅酸盐水溶液，电解温度为15℃～35℃，交流正脉冲电压为500～650V，负脉冲电压为130～180V，电流密度为15～35A/dm²。

6.根据权利要求4所述的超低摩擦系数的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的清洗工艺流程为：①浸泡5～10分钟，②超声波清洗10～20分钟，③去离子水漂洗。

7.根据权利要求4所述的超低摩擦系数的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中喷涂MoS₂基润滑膜的步骤为，在超声波清洗并真空烘干后的Al₂O₃陶瓷膜表面，喷涂MoS₂基润滑膜层，空气压力为1.5～2.0MPa；在室温下放置20-50分钟；在150℃～250℃/真空度为50～150Pa条件下真空固化2～2.5小时。

8.根据权利要求4所述的超低摩擦系数的铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的打磨采用100^#～500^#水磨砂纸。