[发明专利]一种金属表面改性处理的耐磨耐腐蚀材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种金属表面改性处理的耐磨耐腐蚀材料的制备方法，本发明通过在金属表面附加地设置一层含有摩擦调节物质的气凝胶结构，利用气凝胶结构的强度高、热稳定性高、耐磨性好、耐腐蚀的特点，附加有摩擦调节物质，以对气凝胶结构的摩擦性能进行调节；同时，气凝胶具有较好的结构弹性，在针对一些摩擦缓冲的场景，例如制动，能够提供柔和的初始摩擦制动，克服现有的制动系统中初始制动的跃变效应，带来更平缓、更柔和的体验。

技术领域

本发明涉及金属表面的改性领域，尤其涉及一种金属表面改性处理的耐磨耐腐蚀材料的制备方法。

背景技术

在现有的机械、化工、电力等行业中，目前大多采用高锰钢和耐磨合金等材料制作耐磨部件，制成的衬板虽然具有良好的韧性，耐磨性能也基本满足要求，但是这类衬板或部件重量大，相对硬度低，耐磨性能不高，寿命短，需要进行频繁的更换。这种频繁的更换和维护不仅降低了设备的利用率，而且还额外地增加了设备的维护成本。

为了解决该问题，开发出了耐磨材料，通过改进耐磨部件的整个基体材料或者对耐磨部件的表面进行改性处理，使得在耐磨部件的表面形成耐磨以及耐腐蚀的材料层。这种处理方式会出现材料的韧度和耐磨性无法很好地协调；同时，这种处理的方法很复杂，对加工环境条件要求很高，且对被处理的部件的尺寸有限制，部件尺寸过大则无法被加工设备所收容。另外，加工后的部件的表面的摩擦性能无法控制，特别是对于在摩擦场景中使用的部件，例如刹车盘片等，无法满足使用的要求。因而，如何提高并能够调节耐磨部件的性能，一直是本领域技术人员探索和需要解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种金属表面改性处理的耐磨耐腐蚀材料的制备方法，利用溶胶-凝胶法，制备氧化铝二元气凝胶材料结构，并在气凝胶材料的结构中添加有摩擦调节物质。

该金属表面改性的方法，包括：

步骤一、制取合铝盐的溶剂；

步骤二、向步骤一得到的溶剂中加入摩擦调节物质，搅拌均匀，得到铝盐、摩擦调节物质的混合溶液；

步骤三、在0-4℃的温度条件下，向步骤二得到的混合溶液中加入环氧化物，搅拌4-5分钟，使其混合均匀；

步骤四、之后放入温度为38-50℃的恒温箱中静置3-5天，形成凝胶；

步骤五、步骤四形成凝胶后加入无水乙醇液封，进行老化；

步骤六、将步骤五中老化结束的湿凝胶进行干燥，得到气凝胶；

步骤七、将干燥得到的气凝胶在600-800℃下进行烧制，保温1-2.5小时；

步骤八、将步骤七得到的合有摩擦调节物质的气凝胶进行机械加工，然后以材料结合或机械结合的方式结合在金属表面。

进一步地，步骤一中制取含铝盐的溶剂采用可溶性铝盐溶入水和无水乙醇中得到，可溶性铝盐为六水合氯化铝、九水合硝酸铝或十八水合硫酸铝。

进一步地，步骤三中的环氧化物为环氧乙烷、环氧丙烷或环氧氯丙烷。

进一步地，步骤六中的干燥为真空干燥、常压干燥或超临界干燥。

进一步地，步骤二中的摩擦调节物质选自二氧化硅、碳化硅、碳化钛、碳化硼、氮化硅、氮化钛、二氧化钛、硅藻土及其组合。

进一步地，步骤二中的摩擦调节物质具有1μm-25μm的平均直径，更优选地具有10μm-15μm的平均直径。

进一步地，步骤二中的摩擦调节物质具有2-9的莫氏硬度，更优选地具有4-7的莫氏硬度，更进一步地具有5-6的莫氏硬度。

进一步地，在步骤八中，先将金属表面进行处理，然后通过粘接剂将气凝胶粘接在金属表面。