[发明专利]一种铝合金构件及其制备方法、应用

说明书

本发明公开了一种铝合金构件及其制备方法、应用，制备方法包括以下步骤：S1、采用微弧氧化技术在铝合金表面生成氧化铝陶瓷膜；S2、在氧化铝陶瓷膜表面涂覆亲水层。本发明通过采用微弧氧化技术在铝合金表面生成氧化铝陶瓷膜，从而增强其表面机械强度，所得到的增强表面是粗糙且含孔道的结构，这种结构有利于在表面涂覆有机或无机涂层，表面亲水层在表面起到了填充微弧氧化产生的孔道的作用，这样即保护了孔道位置防止孔道中首先被环境腐蚀，同时也增强了膜层跟表面的结合力。

技术领域

本发明涉及铝及铝合金的表面处理领域，具体涉及一种铝合金构件及其制备方法、应用。

背景技术

铝及铝合金具有质量轻，冲击吸收性强，无磁性，易加工成型与可焊性等优点。它可以很好的加工成各种样式和尺寸的棒材、板材、和型材等，在航天、航空、汽车、军工等领域中的到广泛的应用，是仅次于钢材的第二工程材料。

但是铝及其合金也存在很明显的缺点，比如硬度低，耐磨性差，在某些介质中不耐腐蚀等，这些都限制了它的使用范围。比如，用于空调器中的铝合金翅片在干湿交替的环境会产生“白粉”现象，也即表面的氧化铝薄层发生龟裂脱落等腐蚀现象；由于表面亲水性较差，在排列比较密的空调翅片上会产生“水桥”现象；长期使用会产生“水锈”、“异味”；海用铝合金结构产品，长期处于海上、海岸边的高湿、高热、高盐雾环境以及海水的冲刷，海水会逐渐通过微孔渗透至材料铝合金表面，产生水桥、水锈等腐蚀问题；；通常的改善办法是对铝或者铝合金表面进行酸或者碱腐蚀，获得一种粗糙的表面以达到超亲水的效果，使得表面的水接触角很小。最终达到减少“水桥”现象的目的。这种技术的缺点是，铝表面的机械强度不高，长期使用寿命不高，无法避免“水锈”、“异味”的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金构件的制备方法，提高铝合金构件的硬度、亲水性和耐腐蚀性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种铝合金构件的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用微弧氧化技术在铝合金表面生成氧化铝陶瓷膜；

S2、在氧化铝陶瓷膜表面涂覆亲水层。

本发明所述微弧氧化技术(MAO)，又称火花放电阳极氧化、阳极火花沉积(ASD)或微等离子体氧化(MPO)，是近几十年发展起来的在有色金属表面原位生长氧化物陶瓷膜的新技术。此技术是将铝、镁、钛等阀金属作为阳极置于电解液中，并将电压的工作区域由普通的阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域,在阀金属表面产生等离子体火花放电并伴随复杂的化学、电化学、物理化学等众多反应的发生,利用在微区产生的瞬时高温高压，形成与基体间冶金结合具有金属特性和陶瓷特性的致密氧化物薄膜。

本发明通过采用微弧氧化技术在铝合金表面生成氧化铝陶瓷膜，从而增强其表面机械强度，所得到的增强表面是粗糙且含孔道的结构，这种结构有利于在表面涂覆有机或无机涂层，表面亲水层在表面起到了填充微弧氧化产生的孔道的作用，这样即保护了孔道位置防止孔道中首先被环境腐蚀，同时也增强了膜层跟表面的结合力。

进一步地，在涂覆亲水层之前先涂覆过渡层。

进一步地，过渡层为聚甲基丙烯酸酸酯系，膜厚为0.5～25g/m²，过渡层涂覆的烘干温度为245-250℃，烘干时间为20-25s。

进一步地，步骤S1中微弧氧化技术采用硅酸盐电解液体系，采用恒流电源或脉冲直流电源，氧化时间为10-60min。

进一步地，亲水层的膜厚0.2～1.5g/m²。

进一步地，亲水层包括水溶性纤维树脂亲水层、二氧化硅亲水层、SiO₂/TiO₂亲水层或无机粘结剂AP/TiO₂亲水层。