[发明专利]铝合金和提高其抗微动磨损的方法

说明书

本发明涉及材料表面处理技术领域，具体而言，涉及铝合金和提高其抗微动磨损的方法。提高铝合金抗微动磨损的方法包括：利用热喷涂将铝青铜粉末喷涂在铝合金基体表面形成铝青铜涂层，热喷涂的燃烧参数为：液体燃料流量为18‑22升/分钟，不可燃气体流量为850‑950升/分钟，燃烧压力为7.5‑9.0bar；热喷涂采用的喷嘴为长度为90‑120毫米，口径为9‑11毫米的拉瓦尔喷嘴。该方法能够有效在铝合金表面形成铝青铜涂层，继而能够提升铝合金的抗微动磨损性能。

技术领域

本发明涉及材料表面处理技术领域，具体而言，涉及铝合金和提高其抗微动磨损的方法。

背景技术

随着飞机向大型、高速、高载重方向发展，需要减轻重量、降低能耗。其中，铝合金具有很高的比强度，仅次于钛合金，在承受相同应力条件下，铝合金铸件可以减轻重量，因此它特别适用于航空航天器及运输机械，且多用于制造结构零件和形状复杂的壳体类零件，如机匣、主轴承盖和花键联轴器等。然而，在振动环境下，“近似紧固”的机械配合件的接触表面容易发生微动磨损，如航空发动机机匣内壁与轴承套的连接部位，机体和主轴承盖的接触面等，使连接间隙增大、降低疲劳极限、导致零件失效。因此有效改善铸造铝合金的抗微动性能对保证这些部件乃至航空发动机的安全可靠运行至关重要。

在基体表面设置涂层是解决上述问题比较快的方法，但是现有技术中在铝合金上设置涂层极其困难，特别是利用纯的铝青铜在铝合金上形成涂层更是困难，大多数是在钢、铜及钛合金基材上制备铝青铜涂层，例如，中国专利文献CN104962776B和CN105803380B都公开了在铜合金基体表面制备铝青铜涂层的方法。即使可以在上述基体上利用铝青铜形成涂层，但是由于铝青铜粉末流动性较差，在制备铝青铜涂层的过程中，如果粉末熔化过度会发生熔化的粉末粘附在喷嘴内壁导致喷嘴堵塞而不得不停止喷涂的情况，需要更换喷嘴再进行喷涂，不但降低涂层制备效率，甚至影响涂层质量；如果粉末熔化不够充分，则获得的涂层质量不佳，影响涂层性能及涂层对基体的防护。因此，既保证粉末熔化充分获得高质量的涂层，又防止粉末过分熔化而粘接在喷嘴内壁对高效获得喷涂高质量铝青铜至关重要。但是上述报道都没有提及解决该问题的方法。此外，铝合金刚性差、且其与铝青铜热膨胀系数相差较大，在其表面制备具有良好抗中低温微动磨损性能寿命(摩擦周期或循环)的铝青铜涂层难度更大，目前尚未见成熟工艺。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供铝合金和提高其抗微动磨损的方法。本发明通过该方法能够有效在铝合金表面形成铝青铜涂层，继而能够提升铝合金的抗微动磨损性能。

本发明是这样实现的：

第一方面，实施例提供一种提高铝合金抗微动磨损的方法，包括利用热喷涂将铝青铜粉末喷涂在铝合金基体表面形成铝青铜涂层；

热喷涂的燃烧参数为：液体燃料流量为18-22升/分钟，不可燃气体流量为850-950升/分钟，燃烧压力为7.5-9.0bar；

热喷涂采用的喷嘴为长度为90-120毫米，口径为9-11毫米的拉瓦尔喷嘴。

在可选的实施方式中，所述热喷涂为超音速喷涂；

优选地，所述液体燃料为石油加工后形成的燃料；优选为煤油；

优选地，所述不可燃气体为氧气。

在可选的实施方式中，在喷涂过程中控制所述铝合金基体和所述铝青铜涂层的温度；

优选地，喷涂过程中，所述铝合金基体的温度介于60-150℃之间；

优选地，喷涂过程中，所述铝青铜涂层的温度不超过180℃；

优选地，喷涂过程中，所述铝青铜涂层的温度超过180℃时，停止喷涂，将所述铝青铜涂层的温度降至100℃以下后，继续喷涂。