[发明专利]一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法

权利要求书

1.一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、基体处理：采用超声波清洗仪对铝合金元件进行除尘、除油清洗，再去除氧化膜，处理后用去离子水进行清洗，然后进行碱洗；

b、溶液配制：在不锈钢溶液槽中加入KOH-Na₂SiO₃-(NaPO₃)₆- Na₂WO₄为主要成分的去离子水溶液，然后再加入碱性硅溶胶溶液、水溶性酚醛树脂以及纳米SiC颗粒，持续搅拌以使各成分充分溶解到去离子水中；

c、叠层陶瓷涂层的制备：根据铝合金元件的结构特征设计专用工装，然后将铝合金元件装夹于高压直流脉冲电源的阳极，放在不锈钢溶液槽中的专用工装上，不锈钢溶液槽连接电源阴极，调节高压直流脉冲电源参数、进行SiC-Al₂O₃的叠层陶瓷涂层的制备，涂层制备过程中需同时加入正、负向电压，从而得到内层为Al₂O₃陶瓷层、外层为SiC陶瓷层的SiC-Al₂O₃叠层陶瓷涂层；

d、陶瓷层制备后处理：将步骤c中得到SiC-Al₂O₃叠层陶瓷层后的铝合金元件进行水洗和吹干。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤a中去除氧化膜处理的具体步骤为：可采用H₃PO₄与Al(OH)₃反应，得到磷酸二氢铝溶胶的水溶液处理液，将超声波清洗仪清洗后的铝合金元件浸入溶液中2～3 min，以除去铝合金表面的氧化皮。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤a中碱洗的具体步骤为：将去除氧化膜以及用去离子水清洗后的铝合金侵入浓度为10～20 g/L的NaOH溶液进行表面碱洗和钝化，侵入时间可为3～10min。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤b中碱性硅溶胶溶液中含有含量30％及以上、粒径小于20 nm的SiO₂颗粒。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤b中纳米SiC颗粒的浓度可为5～30g/L。

6.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤b中去离子水水质可为10 MΩ•cm@25℃及以上。

7.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤b中的去离子水能采用高纯度蒸馏水进行替代、所述高纯度蒸馏水为三次蒸馏及以上的水。

8.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤c中高压直流脉冲电源为正负电压可调、正负脉冲比可调、正负脉冲脉宽可调以及频率可调的专用高电压直流脉冲电源；且高压直流脉冲电源的设备正负电压均在700V以上。

9.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤 c中高压直流脉冲电源工艺参数具体为：电流密度可为3～8 A/dm²；频率可为700～1200 Hz；正脉冲的脉宽可为0～80％，正、负脉冲之比为1:1或1:2或2:1中的任一种；正、负电压均在10～700 V之间，正、负电压比为3:1，处理时间可为10～30 min。

10.根据权利要求1所述的一种铝合金表面叠层陶瓷涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤d中可采用去离子水或蒸馏水进行清洗，可采用电吹风进行吹干。