[发明专利]一种增材制造铝合金零件自润滑涂层电沉积工艺

说明书

本发明公开了一种增材制造铝合金零件自润滑涂层电沉积工艺，设计样件模型、选区激光熔化增材制造、切割零件并进行手工打磨，然后对零件进行化学镀Zn‑Ni预处理、喷射电沉积纯Ni涂层中间处理、分散二硫化钼，最后喷射电沉积自润滑层，得到的自润滑涂层与铝合金表面结合紧密，涂层中二硫化钼的含量在合适范围内，从而使得铝合金表面具有较低的摩擦系数和较高的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种表层电沉积工艺，尤其是一种增材制造铝合金零件自润滑涂层电沉积工艺。

背景技术

目前在铝合金基底上制备自润滑涂层的技术有化学复合镀技术、复合氧化技术、电沉积复合镀技术等，鉴于通过已有技术，可以采用对铝合金零件进行表面电沉积自润滑涂层，以此来提高表面区域的耐磨性，提高零件的使用寿命。

选区激光熔化技术利用高功率的激光束将金属粉末逐层熔化沉积成形，基体经热辐射作用后沉积层温度迅速升高，金属粉末快速熔化，激光束离开后迅速凝固，由于激光能量稳定性较低、成形时间过短，其成形件内部易发生球化、裂纹、孔隙等各种缺陷影响制件的质量。除此之外，由于激光热辐射过程中存在温度梯度较大，熔池凝固后材料内部有残余应力生成，极易引发、翘曲、微裂纹等缺陷。球化会导致零件表面质量较差，而裂纹是选区激光熔化技术中影响制件质量和力学性能的重要缺陷，飞溅会导致金属粉末脱离基体材料，使得沉积层的粉末量不足，发生孔隙、球化等缺陷，并且飞溅回落在基体后，经过下一层金属粉末的覆盖，夹杂在成形件内部影响制件质量。由于球化、飞溅现象的出现，金属粉末脱离基体造成沉积层粉末量不足，冷却凝固后形成孔隙；熔池冷却过程中产生氧化物、碳化物等各类夹杂物易剥离表面形成孔洞；粉末使用前未烘干会导致粉体间粘度过大且无法致密排列，使得铺粉时粘连运动辊带离铺粉层，成形时由于粉末量不足造成孔隙；在熔化过程中，由于高纯Ar保护气进入到高温熔池内部，当光斑作用区域移开熔道后熔池迅速冷却，高纯Ar保护气难以溢出，导致气孔缺陷的发生。球化、裂纹、孔隙、翘曲、微裂纹等缺陷会对选区激光熔化增材制造铝合金零件的耐摩擦磨损性能产生很大影响，影响零件的使用寿命。

喷射电沉积作为局部电化学沉积的一种，大大改善了电解液的流动性，具有电流密度大、电流效率高、定域性强、工艺简单、成本低等优点，在喷射电沉积加工过程中，电解液以高速射流的形式喷向阴极进行电沉积，这种强烈紊流形式的流动，加快了溶液的搅拌速度，降低了扩散层的厚度，增强了电化学极化，极大地提高了极限电流密度，可以以远高于其它电沉积工艺的电流密度进行，金属沉积速度大大提高，实现更高效率的局部电沉积。配合选区激光熔化增材制造铝合金基体材料的前处理技术，可以快速制备自润滑涂层，以提高其耐摩擦磨损性能及使用寿命。

发明内容

为解决增材制造铝合金零件耐磨性差的问题，本发明提供一种增材制造铝合金零件自润滑涂层电沉积工艺，使用喷射电沉积工艺在增材制造铝合金表面加工，得到自润滑涂层。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种增材制造铝合金零件自润滑涂层电沉积工艺，包括以下步骤：

步骤一，设计样件模型，通过切片软件得到用于选区激光熔化增材制造的打印文件；

步骤二，以铝基金属粉末为原料，通过选区激光熔化机床进行铝合金零件的增材制造；

步骤三，基板切割零件，将步骤二得到的增材制造零件运用电火花线切割将零件从基板切下；

步骤四，打磨，将步骤三得到的零件进行打磨；

步骤五，化学镀Zn-Ni预处理，将步骤四得到的零件在无水乙醇中超声清洗之后，进行化学镀Zn-Ni预处理；

步骤六，喷射电沉积纯Ni中间处理，将步骤五得到的零件喷射电沉积纯Ni涂层中间处理；

步骤七：分散二硫化钼，将一定量的二硫化钼放置在一定量的去离子水中进行超声分散；