本发明专利技术公开了一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)铝基材预处理：将铝基材在氢氧化钠水溶液中浸泡后再在硫酸水溶液中浸泡得到预处理铝基材；(2)助镀：将助镀液加热到80‑90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温，得到助镀铝基材；(3)活化：将助镀铝基材在盐酸水溶液中浸泡，得到活化铝基材；(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，静置60‑90分钟，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。本发明专利技术耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，方法简单易于实现，通过化学镀膜，得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，稳定性高，使用寿命长，具有广阔的应用前景。
Wear and corrosion resistant aluminum matrix composite and its preparation
【技术实现步骤摘要】
耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法
本专利技术涉及一种复合材料，具体涉及一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
铝及其合金材料由于其高的强度/重量比、易成型加工以及优异的物理、化学性能，在电子、电力、航空、化工、建材、交通等许多工业部门及日常生活中，得到广泛的应用。铝基材料本身耐磨性和耐腐蚀性不够，表面硬度低，常发生磨损腐蚀，外表光泽不能保持长久，在使用过程中易磨损或遭到腐蚀，从而减少使用寿命。总结起来，铝基常见的腐蚀形式主要有：点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、接触腐蚀和剥蚀，这些缺陷往往限制了铝及其合金在生产中的应用。因此需要对铝基材料进行表面处理，以提高材料的耐磨性和耐腐蚀性，增强其表面装饰效果，延长其使用寿命。铝基复合材料通过表面处理，可以获得较高的强度，同时满足低碳轻质的环保要求，可以使铝基材料得到广泛应用。目前虽然已有很多研究工作者开发出了一些工艺简单、环保型、低成本金属活化浸镀液，能大大提高镀层结合力的预处理工艺，但大多还停留在实验室阶段，离大规模的工业应用还有很长一段距离铝基的表面处理方法基本上可以分为氧化、电镀和涂层等。而氧化中的阳极氧化和化学氧化是目前最为常用的表面处理方法。然而，铝基在硫酸、磷酸、草酸等单一电解液中制备的阳极氧化膜的显微硬度普遍偏低，耐磨性和耐腐蚀性能较差，综合力学性能不高，无法满足工业生产的要求。因此需要探索一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，提高铝基材料的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，通过化学镀膜，得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，稳定性高，使用寿命长，具有广阔的应用前景。本专利技术提供了一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)铝基材预处理：将铝基材在3-5wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡3-5分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在10-15wt％的硫酸水溶液中浸泡1-3分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；(2)助镀：将助镀液加热到80-90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温4-8分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；(3)活化：将助镀铝基材在18-22wt％的盐酸水溶液中浸泡4-8分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在70-80℃静置60-90分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠50-60g、铬酸钠10-20g、硅酸钠0.2-0.4g、硫酸镧0.02-0.2g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，得到所述助镀液。所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3g、柠檬酸8-12g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，再加入耐磨助剂2-4g，以500-800转/分搅拌10-20分钟，用8-12wt％硫酸水溶液调节pH为4-5，得到所述镀液。优选地，所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3g、柠檬酸8-12g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，加入稳定剂水溶液0.2-2g，以100-300转/分搅拌3-5分钟，再加入耐磨助剂2-4g，以500-800转/分搅拌10-20分钟，用8-12wt％硫酸水溶液调节pH为4-5，得到所述镀液。所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为5-10％。所述稳定剂为聚乙烯醇和/或聚乙二醇。优选地，所述稳定剂为聚乙烯醇和聚乙二醇的混合物，其中所述聚乙烯醇和聚乙二醇的质量比为1：(2-4)。所述稀土金属盐为硫酸钇和/或硫酸钪。优选地，所述稀土金属盐为硫酸钇和硫酸钪的混合物，所述硫酸钇和硫酸钪的质量比为(1-3)：(1-3)。所述耐磨助剂为氮化硼或改性氮化硼。所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1-2份、羧甲基纤维素钠0.1-1份加入到50-60份水中，以100-300转/分搅拌8-12分钟后加入氮化硼40-50份，在20-30℃超声分散10-20分钟，超声功率30-40kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：(1-5)，球磨转速为400-600转/分，球磨4-8小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在60-70℃干燥40-60分钟，再在90-100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料，采用上述方法制备得到。本专利技术耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，制备方法简单易于实现，通过化学镀膜，得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，稳定性高，使用寿命长，具有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体的实施例进一步阐述本专利技术。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本专利技术而不构成对本专利技术范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例中所述铝基材为铝基2024，大小为50mm×50mm×2mm。球磨机，采用长沙中晶化工机械有限公司生产的型号为PBM-40的卧式行星球磨机，具体球磨采用氧化锆球磨罐和直径6mm氧化锆球。碳酸钠，CAS号：497-19-8，购买自上海麦克林生化科技有限公司。铬酸钠，CAS号：7775-11-3，购买自上海麦克林生化科技有限公司。硅酸钠，CAS号：1344-09-8，购买自天津希恩斯生化科技有限公司。硫酸镧，CAS号：10099-60-2，购买自山东西亚化学工业有限公司。硫酸镍，CAS号：7786-81-4，购买自上海麦克林生化科技有限公司。次磷酸钠，CAS号：10039-56-2，购买自天津希恩斯生化科技有限公司。聚乙烯醇，采用聚乙烯醇1788，购买自上海麦克林生化科技有限公司。聚乙二醇，采用聚乙二醇400，购买自上海吉至生化科技有限公司。硫酸钇，CAS号：7446-33-5，采用硫酸钇八水合物，购买自上海吉至生化科技有限公司。硫酸钪，CAS号：52788-54-2，采用硫酸钪八水合物，购买自上海麦克林生化科技有限公司。氮化硼，采用清河县渤钻金属材料有限公司生产的货号为NO-N-003-1DE氮化硼，平均粒径100nm。四甲基氢氧化铵，CAS号：10424-65-4，采用四甲基氢氧化铵五水合物，购买自天津希恩斯生化科技有限公司。羧甲基纤维素钠，9004-32-4，购买自上海迈瑞尔化学技术有限公司，粘度：300-800mPa.s。实施例1耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)铝基材预处理：将铝基材在3-5wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡3-5分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在10-15wt％的硫酸水溶液中浸泡1-3分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；/n(2)助镀：将助镀液加热到80-90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温4-8分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；/n(3)活化：将助镀铝基材在18-22wt％的盐酸水溶液中浸泡4-8分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；/n(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在70-80℃静置60-90分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。/n
【技术特征摘要】
1.一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在3-5wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡3-5分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在10-15wt％的硫酸水溶液中浸泡1-3分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到80-90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温4-8分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在18-22wt％的盐酸水溶液中浸泡4-8分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在70-80℃静置60-90分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
2.如权利要求1所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠50-60g、铬酸钠10-20g、硅酸钠0.2-0.4g、硫酸镧0.02-0.2g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，得到所述助镀液。
3.如权利要求1所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3g、柠檬酸8-12g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，再加入耐磨助剂2-4g，以500-800转/分搅拌10-20分钟，用8-12wt％硫酸水溶液调节pH为4-5，得到所述镀液。
4.如权利要求1所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兴连，
申请(专利权)人：王兴连，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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