[发明专利]一种铝锂合金表面低摩擦固液复合润滑的处理方法

说明书

本发明公开了一种铝锂合金表面低摩擦固液复合润滑的处理方法，包括以下步骤，S1：对铝锂合金基底的表面进行预清洗，然后用碱液进行脱氧处理，实现铝锂合金表面的清洗和活化；S2：利用铬酸阳极氧化工艺，在预处理后的铝锂合金基底表面制备多孔阳极氧化层作为承载层和过渡层；S3：采用直流溅射技术，在多孔阳极氧化层表面沉积纳米金薄膜；S4：在纳米金薄膜表面涂覆离子液体，在离子液体的润滑下，实现固液复合润滑。本发明中在多孔阳极氧化层表面沉积的纳米金薄膜，在滑动过程中与离子液体形成复合润滑膜或者形成毫米级尺寸的“岛状”结构，从而实现低摩擦，甚至超低摩擦。

技术领域

本发明涉及摩擦学技术领域，尤其涉及一种铝锂合金表面低摩擦固液复合润滑的处理方法。

背景技术

铝质材料是一类重要的工程材料，但当铝质材料作为摩擦学材料应用时，却存在着质软、摩擦系数高、磨损大、容易拉伤且难以润滑等严重弱点。铝质材料的摩擦学表面改性是解决上述问题的有效途径(陈建敏等，铝质材料的摩擦学表面改性，摩擦学学报，1994，14(3)：259-269)。铝锂合金作为一种轻质、高比强度材料，有望在摩擦学领域得到应用(张思远等，时效处理对AA2099铝锂合金摩擦学行为的影响，摩擦学学报，2016，36(2)：261-268)。

基于表面改性工艺，纯铝和一些铝合金的阳极氧化技术较为成熟，主要用于提高纯铝和铝合金的耐腐蚀性和抗摩擦腐蚀性能，相比塑性较大的铝锂合金底材，阳极氧化层的抗塑性变形能力提高，其工程化应用前景较好；但氧化铝晶粒断裂(晶间、晶内或两者的混合)成为主要磨损形式，同时缺乏可靠的润滑机制。因此，无论在干摩擦还是液体边界润滑条件下，仅通过阳极氧化技术无法获得低摩擦(摩擦系数低于0.05)甚至超低摩擦(10^-3量级)。综上所述，如何通过摩擦学原理和表面工程技术，实现在铝锂合金表面固/液复合润滑的构筑，就变得非常必要。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种铝锂合金表面低摩擦固液复合润滑的处理方法，能够实现铝锂合金表面的低摩擦甚至超低摩擦。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种铝锂合金表面低摩擦固液复合润滑的处理方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：对铝锂合金基底的表面进行预处理；

S2：在预处理后的铝锂合金基底表面制备多孔阳极氧化层作为承载层和过渡层；

S3：在多孔阳极氧化层表面沉积纳米金薄膜；

S4：在纳米金薄膜表面涂覆离子液体，实现固液复合润滑。

进一步的，所述铝锂合金表面为轧制态或抛光态，厚度为0.2～3mm。

进一步的，步骤S1的具体操作包括以下步骤，

S101：将铝锂合金基底进行化学纯乙醇超声除脂，然后使用蒸馏水淋洗，干燥；

S102：用碱液对清洗干燥后的铝锂合金基底进行脱氧预处理；

S103：使用蒸馏水对脱氧预处理后的铝锂合金基底进行淋洗，室温下再使用30％HNO₃溶液清洗，干燥后待用。

进一步的，步骤S102中使用氢氧化钠溶液对清洗干燥后的铝锂合金基底进行脱氧预处理，脱氧预处理的温度为50℃，时间为10～15s。

进一步的，步骤S2的具体操作包括以下步骤，

S201：将预处理后的铝锂合金基底作为阳极，利用铬酸阳极氧化工艺，在45g/L的铬酸电解液中氧化处理30～40min；

S202：阳极氧化结束之后缓起5min取出铝锂合金，使用100mg/kg的稀铬酸溶液对铝锂合金基底进行封闭处理，封闭处理温度为90℃，时间30min；