[发明专利]一种铝合金轮毂表面涂层的制备工艺

说明书

本发明涉及涂层技术领域，尤其涉及铝合金轮毂表面涂层的制备工艺。一种铝合金轮毂表面涂层的制备工艺，包括有如下步骤：采用溶胶‑凝胶法对改性过渡层进行喷涂，使用ZrO2溶胶和A12O3溶胶以摩尔比1:5充分混合，制备成ZrO2/Al2O3复合溶胶作为涂料；通过喷枪均匀地喷涂在轮毂表面，烘干固化形成均匀的涂层。首先利用激光束在铝合金轮毂表面产生高能量密度的瞬时冲击，从而破坏氧化膜和晶粒结构，使表面微变形并产生密布凹点、增加表面的粗糙度；使得在轮毂表面形成改性过渡层，提高基体表面与涂层的结合力。

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，尤其涉及铝合金轮毂表面涂层的制备工艺。

背景技术

铝合金轮毂的表面涂层工艺主要包括喷涂、电镀以及各类溶胶凝胶涂层；其中，溶胶凝胶涂层具有成本低、环境友好、可调节性强等优点，是一种具有发展前景的新型涂层技术。如专利文献CN105860833B的一种醇基铝合金轮毂涂料的制备方法，采用硅钛复合溶胶的颗粒纳米化效应提高涂层材料的机械力学性能，实现对最终涂层材料的增强、增韧。

氧化铝是一种具有高硬度、耐磨、耐腐蚀性的陶瓷材料，其胶状物氧化铝溶胶还具有高胶粘性、触变性、易分散性等特点，可应用于表面涂层材料中提高基体表面耐磨、耐腐蚀性能；但由于氧化铝溶胶的高膨胀系数(15.3×10^-6)，导致热处理过程中易出现微裂纹，导致成为腐蚀溶液进入基体层内部的便捷通道。二氧化锆溶胶具有低膨胀系数、高断裂韧性和高稳定性等优点；同时，二氧化锆溶胶还具有良好的光学透明性和折射率可调节性，可提高涂层的美观度和装饰效果。

而国内外还没有现有文献公开将两种溶胶复合制备成为金属基体的表面涂层的研究，原因在于其协同增强、增韧效应仍然不明显，具体工艺还有待优化和探索。

发明内容

为了克服氧化铝溶胶的高膨胀系数导致热处理过程中易出现微裂纹，且ZrO2/A12O3F复合溶胶的协同增强、增韧效应还有待优化的缺点，本发明的技术问题是：提供一种ZrO2/Al2O3F复合溶胶的铝合金轮毂表面涂层的制备工艺。

一种铝合金轮毂表面涂层的制备工艺，包括有如下步骤：采用溶胶-凝胶法对改性过渡层进行喷涂，使用ZrO2溶胶和A12O3溶胶以摩尔比1:5充分混合，制备成ZrO2、A12O3复合溶胶作为涂料；通过喷枪均匀地喷涂在轮毂表面，烘干固化形成均匀的涂层。

(1).使用SGR-Extra-10型激光器在铝合金轮毂表面进行激光冲击强化，其中激光器输出参数设置为：激光波长为1024-1064nm、脉冲能量为15-20J、频率为0.1-0.2Hz、激光束在强化区域的光斑直径为4-4.25mm、搭接率为20-25％，冲击次数不多于2次。

(2).采用溶胶-凝胶法对改性过渡层进行喷涂，使用ZrO2溶胶和Al2O3溶胶以摩尔比1:5充分混合，制备成ZrO2、Al2O3复合溶胶作为涂料；通过喷枪均匀地喷涂在轮毂表面，烘干固化形成均匀的涂层；具体步骤为：

S1)ZrO2溶胶的制备:

S101.将氯氧化锆(ZrOCl2·8H2O)置于水浴锅中，加稀盐酸调节pH值至1.5-2.0，使其充分溶解，再加热水浴锅至80-90℃，恒温蒸发浓缩；

S102.再将溶液冷却至室温，加入适量的乙醇，搅拌均匀，得到氯氧化锆溶胶；

S103.将氯氧化锆溶胶放入烘箱中，以120-150℃的温度热解4-6H，使氯氧化锆分解为ZrO2；

S104.将热解后的溶胶用超声波处理10-20min，使ZrO2颗粒分散均匀，得到ZrO2溶胶；

S2)氧化铝溶胶的制备：

S201.将异丙醇铝(Zr(OC4H9)4)溶解于异丙醇中，室温搅拌0.5h，再将乙酰丙酮与异丙醇铝按照摩尔比1:1加入到混合溶液中；