[发明专利]一种具备涂层的铝硅铜合金材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种具备涂层的铝硅铜合金材料的制备方法，本发明通过调整工艺以及参数解提升了合金的针孔度；本发明对铝硅铜合金材料表面进行PVA／SiO₂复合溶胶表面改性处理，使得钨镍材料的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

所属技术领域

本发明涉及铝合金制造领域，具体涉及一种具备涂层的铝硅铜合金材料的制备方法。

背景技术

合金材料由于在材料中存在多种金属元素，因此可以具有不同金属元素的特性，具备了不同金属元素的特性后，扩大了合金材料的性能和使用范围。铜铝合金合金的使用范围很广，可以用于轻工、重工、电子行业等。例如被用来制作弹簧、电子设备的金属部分、五金器材、医疗设备等

Al-Si-Cu系铝合金锭是一种具有良好综合性能的压铸铝合金，现如今被于汽车零部件行业广泛应用。目前许多生产汽车零部件的用户在对于Al-Si-Cu系铝合金锭的各种性能要求越来越严苛，由于铝锭针孔度问题，从而导致的产品零件疏松、开裂，不良率较大。

二氧化硅凝胶具有绝热性能好、纳米结构可控、耐腐蚀性能好、生物相容性优异等特点，但SiO₂凝胶若直接涂覆于合金表面则存在粘结强度低的问题，因此需要引入成膜剂进行改性。聚乙烯醇是一种无毒、透明的多羟基高聚物，在作为一种有机偶联剂时与SiO₂溶胶具有良好的结合效果。一方面，可使SiO₂溶胶粘度升高且与基材的结合性能良好，从而有效提高涂层的结合强度；另一方面，PVA溶剂还可以有效填充SiO₂溶胶在形成凝胶过程中形成的孔洞间隙，提高涂层的致密度、耐磨性、硬度等性能。

发明内容

本发明提供一种具备涂层的铝硅铜合金材料的制备方法，本发明通过调整工艺以及参数解提升了合金的针孔度；本发明对铝硅铜合金材料表面进行PVA／SiO₂复合溶胶表面改性处理，使得钨镍材料的表面均匀致密、膜基结合强度高、力学性能优良。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具备涂层的铝硅铜合金材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

（1）制备铝铜合金基材

将质量百分比80%的熟铝及质量百分比20%纯铜投入熔炉中，进行助熔，总熔化时长为3-5小时，熔化终止温度控制为850±10℃；

用铁锹在合金液表面撒上15-20KG清渣剂，用铁扒轻轻敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动合金液；

第一次精炼：合金液温度控制为820±10℃；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.6kg/吨；第二次精炼：合金液温度控制为820±10℃；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1KG/吨；精炼后铸锭，得到铝铜合金基材；

（2）将材料按比例配料，其中配料比例为硅的质量百分比为21％-35％，余量为上述铝铜合金基材；

将上述配料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坯；将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的铝铋硅合金基材；

（3）基材预处理

所述基材预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗；

（4）先将8-10重量份聚乙烯醇搅拌均匀并缓缓加入20℃的90-100重量份的纯净水中，浸泡15-18h后再将聚乙烯醇溶剂缓慢升温到80-90℃并搅拌加速溶解，得到均匀、无色透明的聚乙烯醇溶剂；

向聚乙烯醇溶剂中依次加入3-5重量份偏硅酸乙酯，并滴加少量盐酸和乙二醇 ，最后在恒温磁力搅拌器中35-45℃恒温搅拌2-4h，静置3-5h后得到聚乙烯醇／SiO₂均匀溶胶体；