[发明专利]一种耐磨材料的制备方法

权利要求书

1.一种耐磨材料的制备方法，其特征在于：

(1)称取铝合金基体原料，所述铝合金基体由如下重量百分含量的成分组成：0.3-0.5％Cu，0.9-1.2％Mn，0.01-0.06％Mg，0.2-0.4％Sn，0.1-0.4％Ru，0.3-0.8％Ni，0.7-1.2％Sr，0.1-0.4％Lu，0.01-0.04％P，Mo0.05-0.09％，0.02-0.08％Fe，余量为Al；所述Cu、Mn、Mg、Sn、Ru、Ni、Lu、Mo、Fe、Al均以单质作为原料，纯度均大于99.9％；Sr以铝锶合金作为原料，其中Sr的重量百分含量为10％，其余为铝；P以铝磷合金作为原料，其中P的重量百分含量为15％，其余为铝，将原料放入电阻坩埚炉中熔炼，熔炼温度为790～810℃，得到母合金液，待用；按相对重量比为1：1：1.1～1.4：0.01称取氮化铝、氧化铝、二硅化钼和石墨，所述氮化铝、氧化铝、二硅化钼、石墨均为微粉状，平均粒径10～13μm，将称取的氮化铝、氧化铝、二硅化钼及石墨混合均匀后制备混合物粉备用；

(2)通过水、膨润土和石英砂制备黏土砂型，石英砂粒径为60目，膨润土为石英砂的8wt％，将膨润土和石英砂放入混砂机后干混10min后，在混砂机中加入石英砂8wt％的水，继续混碾20分钟后，取出造型，形成型腔，砂型底部厚45mm；

(3)取直径为3～7毫米的纯铝金属丝，丝的长度比型腔高度高出40～50毫米，将金属丝的一半长度蘸聚氨酯液体，并在其上均匀撒上混合物粉，悬挂静置4～6小时后，用未蘸聚氨酯液体的一端插入黏土砂型型腔底部型砂中，插入型砂中的深度为40～50mm，纯铝金属丝的顶端与型腔顶面持平；

(4)合箱浇注，合金的浇注温度为690～720℃，母合金液中所配的纯铝重，需要去除掉纯铝金属丝的重量，浇铸后650℃保温20～40min，使混合物粉均匀分散进入母合金液中；

(5)随后自然冷却至室温，取出铸件，加热铸件至350～450℃固溶1h，水冷；加热至85～95℃时效24～38h；

(6)将时效后的铸件切割成板材，进行脱脂除油、去离子水清洗并烘干，依次用80#,120#,240#,320#,400#,600#砂纸打磨，再用丙酮除油、酒精清洗，去离子水冲洗，烘干；

(7)在长30cm，宽25cm的微弧氧化槽内进行微弧氧化操作，以铸件为阳极、不锈钢电解槽为阴极，在微弧氧化电解液中进行微弧氧化操作，使铝合金基体表面分布有重量为铝合金基体3-8wt％的复合微弧氧化层，所述复合微弧氧化层由碳化硅、氧化铝、二氧化硅和氧化硼组成，所述二氧化硅与氧化硼的重量比为1:1.2～1.5，微弧氧化电解液包含6～9g/L硼酸钠、6～10g/L硅酸钠、0.4～0.9g/L氢氧化钠、1.2～2.7g/L硼酸和200～800nm粒径的碳化硅微粉，微弧氧化电参数为正向电压400～700V，负向电压100～200V，电流15～35A，电流密度7～14A/dm2、阴阳极电流密度比为0.5～0.7，正占空比15～35％，负占空比5～15％，脉冲频率为200～450Hz，氧化时间20～60min；

(8)取出铸件浸没入清水中，超声波清洗15min，取出纯水冲洗，烘干即得耐磨材料。

2.根据权利要求1中所述的一种耐磨材料的制备方法，其特征在于：所述微弧氧化电解液还包括5～8mL/L三乙醇胺、1.5～2.5mL/L过氧化氢、0.1～0.5g/L EDTA，微弧氧化电解液的温度保持在30～45℃。

3.根据权利要求1中所述的一种耐磨材料的制备方法，其特征在于：所述微弧氧化槽底部中央设有充气泵，以20mL/min的匀速充入空气，所述硅酸钠为Na₂SiO₃·9H₂O，其中Na₂O含量为19.6～23.5wt％，Na₂O与SiO₂比值为1.02～1.05；所述氢氧化钠含量≥80wt％；所述硼酸含量≥99.6wt％；所述硼酸钠为十水盐硼酸钠。