本發(fā)明屬于工程機(jī)械
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種鋁及鋁合金工件的表面處理方法。
背景技術(shù)：
：工程機(jī)械是裝備工業(yè)的重要組成部分。概括地說，凡土石方施工工程、路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、流動(dòng)式起重裝卸作業(yè)和各種建筑工程所需的綜合性機(jī)械化施工工程所必需的機(jī)械裝備，稱為工程機(jī)械。工程機(jī)械的加工制造中必然少不了鋁及鋁合金工件的使用，其具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕性和成型性好、成本低等一系列的優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的鋁及鋁合金材料通常無法滿足設(shè)計(jì)使用的性能要求，通常還需要進(jìn)行改性處理，多對(duì)其表面進(jìn)行改性處理。目前表面改性處理的方法有很多，比較成熟的有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)綜合法等?，F(xiàn)在常用的方法是陽極氧化法，通過電化學(xué)方法在鋁合金表面形成轉(zhuǎn)化膜，這種方法雖然可提高鋁合金的耐蝕性能，但是鋁合金轉(zhuǎn)化膜層耐磨性能沒有得到很大的改善，而且這層氧化膜易受到強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的腐蝕，同時(shí)鋁及鋁合金易產(chǎn)生晶間腐蝕，表面硬度偏低，不耐磨。因此，如何改善鋁及鋁合金氧化膜的均勻性、硬度、耐磨能力及耐腐蝕性能一直是業(yè)內(nèi)人員研究的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的問題，提供了一種鋁及鋁合金工件的表面處理方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種鋁及鋁合金工件的表面處理方法，包括如下步驟：（1）脫脂處理：將鋁或鋁合金工件放入到脫脂處理液中進(jìn)行脫脂處理，30~40min后取出用清水沖洗一次后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋁或鋁合金工件放入到酸液中浸泡處理8~13min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（3）堿洗處理：將步驟（2）處理后的鋁或鋁合金工件放入到堿液中浸泡處理1~2min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（4）陽極氧化處理：將步驟（3）處理后的鋁或鋁合金工件放入到電解液中進(jìn)行陽極氧化處理，控制電流的密度為1~1.5a/dm2，電解液的溫度為20~35℃，處理40~50min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（5）輻照處理：將步驟（4）處理后的鋁或鋁合金工件放入到紫外線輻照儀中進(jìn)行紫外線輻照處理，控制紫外線輻照儀的輻照功率為1000~1200w，處理25~30min后取出備用；（6）浸泡處理：將步驟（5）處理后的鋁或鋁合金工件放入到ptfe乳液中浸泡處理20~30min后取出備用；（7）烘干處理：將步驟（6）處理后的鋁或鋁合金工件放入到干燥箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，控制烘干的溫度為340~360℃，烘干的時(shí)長為10~15min。進(jìn)一步的，步驟（1）中所述的脫脂處理液中各成分及其對(duì)應(yīng)重量份為：4~7份硅酸鈉、10~15份陰離子表面活性劑、70~80份丙酮。進(jìn)一步的，步驟（2）中所述的酸液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6~8%的鹽酸溶液。進(jìn)一步的，步驟（3）中所述的堿液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8~10%的氫氧化鈉溶液。進(jìn)一步的，步驟（4）中所述的電解液中各成分及其對(duì)應(yīng)含量為：硫酸100~120g/l、硫酸鋁30~40g/l、寬溫氧化劑5~8g/l、鈦酸酯偶聯(lián)劑15~20g/l，余量為水。進(jìn)一步的，步驟（5）中所述的紫外線輻照處理是紫外線的波長控制為280~320nm。進(jìn)一步的，步驟（6）中所述的ptfe乳液中固含量為55~60%，其內(nèi)還含添加了活化劑，活化劑在ptfe乳液中的重量百分比為4~7%，所述活化劑為磷酸丙二胺、硫酸銨、氯化銨中的任意一種。陽極氧化處理可在鋁及鋁合金的表面形成轉(zhuǎn)化膜，能有效的提升其耐腐蝕等特性，但在較惡劣的環(huán)境中使用時(shí)，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化膜通常無法達(dá)到使用性能的要求，且陽極氧化處理會(huì)產(chǎn)生較多的孔洞結(jié)構(gòu)，不利于鋁及鋁合金耐磨、強(qiáng)度等的提升，對(duì)此現(xiàn)有技術(shù)中有人使用聚四氟乙烯等高分子材料乳液對(duì)陽極氧化處理后的工件表面進(jìn)行涂覆封孔處理，較傳統(tǒng)單一的陽極氧化處理而言，工件的綜合性能得到進(jìn)一步的提升，但隨著人們對(duì)于工件使用特性和壽命的不斷要求，上述處理方法的處理效果仍需進(jìn)一步的改進(jìn)。本發(fā)明在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的處理方法進(jìn)行了針對(duì)性的改進(jìn)處理，在陽極氧化處理過程中，向電解液中添加了鈦酸酯偶聯(lián)劑成分，其能分散于陽極氧化處理產(chǎn)生的氧化膜中，附著于工件的孔洞組織結(jié)構(gòu)的表面上，為后續(xù)的處理奠定基礎(chǔ)，在用ptfe乳液對(duì)工件進(jìn)行浸泡封孔處理前，又進(jìn)行了輻照處理，具體是用紫外線對(duì)陽極氧化處理后的工件進(jìn)行輻照，其能有效的提升工件基體、氧化膜的表面活性，提升了活性基團(tuán)的含量及活性，增強(qiáng)了與ptfe乳液中有效成分間的結(jié)合固定能力，進(jìn)而提升了封孔改性的效果，從而改善了工件的性能。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明對(duì)鋁及鋁合金工件的表面處理方法進(jìn)行了合理的搭配改進(jìn)，有效提升了工件的耐腐、耐磨特性，延長了工件的使用壽命，具有很好的推廣使用價(jià)值。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種鋁及鋁合金工件的表面處理方法，包括如下步驟：（1）脫脂處理：將鋁或鋁合金工件放入到脫脂處理液中進(jìn)行脫脂處理，30min后取出用清水沖洗一次后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋁或鋁合金工件放入到酸液中浸泡處理8min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（3）堿洗處理：將步驟（2）處理后的鋁或鋁合金工件放入到堿液中浸泡處理1min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（4）陽極氧化處理：將步驟（3）處理后的鋁或鋁合金工件放入到電解液中進(jìn)行陽極氧化處理，控制電流的密度為1a/dm2，電解液的溫度為20℃，處理40min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（5）輻照處理：將步驟（4）處理后的鋁或鋁合金工件放入到紫外線輻照儀中進(jìn)行紫外線輻照處理，控制紫外線輻照儀的輻照功率為1000w，處理25min后取出備用；（6）浸泡處理：將步驟（5）處理后的鋁或鋁合金工件放入到ptfe乳液中浸泡處理20min后取出備用；（7）烘干處理：將步驟（6）處理后的鋁或鋁合金工件放入到干燥箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，控制烘干的溫度為340℃，烘干的時(shí)長為10min。進(jìn)一步的，步驟（1）中所述的脫脂處理液中各成分及其對(duì)應(yīng)重量份為：4份硅酸鈉、10份陰離子表面活性劑、70份丙酮。進(jìn)一步的，步驟（2）中所述的酸液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的鹽酸溶液。進(jìn)一步的，步驟（3）中所述的堿液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的氫氧化鈉溶液。進(jìn)一步的，步驟（4）中所述的電解液中各成分及其對(duì)應(yīng)含量為：硫酸100g/l、硫酸鋁30g/l、寬溫氧化劑5g/l、鈦酸酯偶聯(lián)劑15g/l，余量為水。進(jìn)一步的，步驟（5）中所述的紫外線輻照處理是紫外線的波長控制為280~320nm。進(jìn)一步的，步驟（6）中所述的ptfe乳液中固含量為55%，其內(nèi)還含添加了活化劑，活化劑在ptfe乳液中的重量百分比為4%，所述活化劑為磷酸丙二胺。實(shí)施例2一種鋁及鋁合金工件的表面處理方法，包括如下步驟：（1）脫脂處理：將鋁或鋁合金工件放入到脫脂處理液中進(jìn)行脫脂處理，35min后取出用清水沖洗一次后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋁或鋁合金工件放入到酸液中浸泡處理10min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（3）堿洗處理：將步驟（2）處理后的鋁或鋁合金工件放入到堿液中浸泡處理1.5min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（4）陽極氧化處理：將步驟（3）處理后的鋁或鋁合金工件放入到電解液中進(jìn)行陽極氧化處理，控制電流的密度為1.2a/dm2，電解液的溫度為30℃，處理45min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（5）輻照處理：將步驟（4）處理后的鋁或鋁合金工件放入到紫外線輻照儀中進(jìn)行紫外線輻照處理，控制紫外線輻照儀的輻照功率為1100w，處理28min后取出備用；（6）浸泡處理：將步驟（5）處理后的鋁或鋁合金工件放入到ptfe乳液中浸泡處理25min后取出備用；（7）烘干處理：將步驟（6）處理后的鋁或鋁合金工件放入到干燥箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，控制烘干的溫度為350℃，烘干的時(shí)長為13min。進(jìn)一步的，步驟（1）中所述的脫脂處理液中各成分及其對(duì)應(yīng)重量份為：6份硅酸鈉、12份陰離子表面活性劑、75份丙酮。進(jìn)一步的，步驟（2）中所述的酸液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的鹽酸溶液。進(jìn)一步的，步驟（3）中所述的堿液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的氫氧化鈉溶液。進(jìn)一步的，步驟（4）中所述的電解液中各成分及其對(duì)應(yīng)含量為：硫酸110g/l、硫酸鋁35g/l、寬溫氧化劑7g/l、鈦酸酯偶聯(lián)劑18g/l，余量為水。進(jìn)一步的，步驟（5）中所述的紫外線輻照處理是紫外線的波長控制為280~320nm。進(jìn)一步的，步驟（6）中所述的ptfe乳液中固含量為58%，其內(nèi)還含添加了活化劑，活化劑在ptfe乳液中的重量百分比為6%，所述活化劑為硫酸銨。實(shí)施例3一種鋁及鋁合金工件的表面處理方法，包括如下步驟：（1）脫脂處理：將鋁或鋁合金工件放入到脫脂處理液中進(jìn)行脫脂處理，40min后取出用清水沖洗一次后備用；（2）酸洗處理：將步驟（1）處理后的鋁或鋁合金工件放入到酸液中浸泡處理13min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（3）堿洗處理：將步驟（2）處理后的鋁或鋁合金工件放入到堿液中浸泡處理2min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（4）陽極氧化處理：將步驟（3）處理后的鋁或鋁合金工件放入到電解液中進(jìn)行陽極氧化處理，控制電流的密度為1.5a/dm2，電解液的溫度為35℃，處理50min后取出，用清水沖洗一遍后備用；（5）輻照處理：將步驟（4）處理后的鋁或鋁合金工件放入到紫外線輻照儀中進(jìn)行紫外線輻照處理，控制紫外線輻照儀的輻照功率為1200w，處理30min后取出備用；（6）浸泡處理：將步驟（5）處理后的鋁或鋁合金工件放入到ptfe乳液中浸泡處理30min后取出備用；（7）烘干處理：將步驟（6）處理后的鋁或鋁合金工件放入到干燥箱內(nèi)進(jìn)行烘干處理，控制烘干的溫度為360℃，烘干的時(shí)長為15min。進(jìn)一步的，步驟（1）中所述的脫脂處理液中各成分及其對(duì)應(yīng)重量份為：7份硅酸鈉、15份陰離子表面活性劑、80份丙酮。進(jìn)一步的，步驟（2）中所述的酸液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸溶液。進(jìn)一步的，步驟（3）中所述的堿液是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉溶液。進(jìn)一步的，步驟（4）中所述的電解液中各成分及其對(duì)應(yīng)含量為：硫酸120g/l、硫酸鋁40g/l、寬溫氧化劑8g/l、鈦酸酯偶聯(lián)劑20g/l，余量為水。進(jìn)一步的，步驟（5）中所述的紫外線輻照處理是紫外線的波長控制為280~320nm。進(jìn)一步的，步驟（6）中所述的ptfe乳液中固含量為60%，其內(nèi)還含添加了活化劑，活化劑在ptfe乳液中的重量百分比為7%，所述活化劑為氯化銨。對(duì)比實(shí)施例1本對(duì)比實(shí)施例1與實(shí)施例2相比，省去步驟（4）陽極氧化處理中電解液中的鈦酸酯偶聯(lián)劑成分，除此外的方法步驟均相同。對(duì)比實(shí)施例2本對(duì)比實(shí)施例2與實(shí)施例2相比，省去步驟（5）輻照處理操作，除此外的方法步驟均相同。對(duì)比實(shí)施例3本對(duì)比實(shí)施例3與實(shí)施例2相比，省去步驟（4）陽極氧化處理中電解液中的鈦酸酯偶聯(lián)劑成分，同時(shí)省去步驟（5）輻照處理操作，除此外的方法步驟均相同。為了對(duì)比本發(fā)明效果，選用同一材質(zhì)的鋁合金作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，其中所選鋁合金中各化學(xué)元素組分百分比含量為：mg0.05~0.15%，cu0.1~0.4%，mn0.15%，fe0.7%，si0.4~0.7%，zn0.25%，余量為al；然后分別用上述實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例3所述的方法進(jìn)行表面處理，完成后對(duì)各組處理后的鋁合金材料進(jìn)行性能測(cè)試，具體對(duì)比數(shù)據(jù)如下表1所示：表1自腐蝕電位ecorr（v）自腐蝕電流密度icorr（a/cm2）磨損量（g）實(shí)施例2-0.9450.0381.10對(duì)比實(shí)施例1-1.1670.2163.04對(duì)比實(shí)施例2-1.2580.3044.75對(duì)比實(shí)施例3-1.3260.4876.23注：上表1中所述的自腐蝕電位和自腐蝕電流密度是通過電化學(xué)測(cè)試而得，具體方式是將對(duì)應(yīng)處理后的鋁合金作為工作電極，以鉑電極作為輔助電極，以氧化汞電極和飽和甘汞電極作為參比電極，電解溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5%的nacl溶液，測(cè)量不同鋁合金電極試樣的塔菲爾曲線，控制測(cè)試電位的掃面范圍是開路電位±1.5v，掃描頻率設(shè)置為0.5mv/s，由此得出自腐蝕電位和自腐蝕電流密度；所述的磨損量是由srv摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)得，期間控制接觸的載荷為150n，滑動(dòng)行程為2.0cm，滑動(dòng)頻率為20hz，滑動(dòng)時(shí)間為15min，滑動(dòng)的溫度為27℃。由上表1可以看出，本發(fā)明處理方法能有效的改善鋁及鋁合金工件的表面特性，其自腐蝕電位和自腐蝕電流密度數(shù)值均有較大程度的下降，而自腐蝕電位和自腐蝕電流密度的降低表現(xiàn)出其抗腐蝕性的提升，其磨損量數(shù)值也有明顯降低，對(duì)應(yīng)的其耐磨性能得到增強(qiáng)，可見其綜合品質(zhì)得到顯著的改善，具有很好的使用價(jià)值。當(dāng)前第1頁12