【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于表面工程，特别涉及一种铝合金表面多功能氧化铝涂层的低成本制备方法。
技术介绍
1、目前，热控涂层制备方法主要包括溶胶-凝胶法、物理气相沉积法、高温熔烧法、微弧氧化法、阳极氧化法。其中溶胶-凝胶法合成过程中粒子团聚现象明显，所用的金属醇盐昂贵，难以实现大规模批产化；物理气相沉积法制备热控涂层只适用于钢铁材料，涂层发射率可达0.7，但生产成本高，难以普及；高温熔烧法要求基体材料熔点高达1000℃以上，多用于高熔点基体如不锈钢、铌合金、钨合金等，且涂层制备过程产生的热量导致基体力学性能降低；阳极氧化法得到的氧化铝涂层厚度约为4～25um，由于氧化铝涂层的热传导系数与热膨胀系数远小于铝合金基体，涂层在82℃下进行抗热裂试验由于热应力作用会产生裂纹现象；微弧氧化技术应用于铝合金最大发射率为6061al合金在nasio3+naoh体系下，电解液温度加热到90.5℃，涂层发射率可达0.94，但仅具有发射率高的特性。在实际生产过程中发现微弧氧化涂层脆性大，在变形过程中容易产生碎屑如图1。
2、综上所述，现有研究中的各种热控涂层制备方法，或者生产成本较高，或者不适于铝合金基体，或者涂层特性在单一方面表现优异，缺少兼顾结合力、热稳定性、耐蚀性、发射率较高的多功能涂层。
技术实现思路
1、针对以上的技术问题，本专利技术提供一种铝合金表面多功能氧化铝涂层的低成本制备方法，用以解决目前缺少兼顾结合力、热稳定性、耐蚀性、发射率较高的多功能涂层，以及热控涂层生产成本高的技术问题中的至少
2、本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术提供了一种铝合金表面多功能氧化铝涂层制备方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、清理，使用丙酮溶剂将铝合金表面擦拭干净至表面无杂质、污物状态；
5、步骤s2、硬质阳极氧化，将铝合金表面完全浸没在氧化液中，当氧化液温度控制在＜5℃时，采用直流的方式进行氧化；当氧化液温度控制在5～22℃时，采用直流叠加脉冲的方式进行氧化；氧化后水洗；
6、步骤s3、封闭处理，将铝合金表面完全浸没在封闭溶液中，封闭后水洗。
7、进一步的，步骤s1中，铝合金表面的粗糙度不大于ra3.2。
8、进一步的，步骤s2中，氧化液溶剂为去离子水，溶质为硫酸和草酸，其中硫酸浓度为180～200g/l，草酸浓度为21～35g/l。
9、进一步的，步骤s2中，采用直流的方式进行氧化为直流电流密度为2.1～2.4a/dm2，氧化时间为26～36min。
10、进一步的，步骤s2中，采用直流叠加脉冲的方式进行氧化为直流密度为0.8～1a/dm2，叠加脉冲电流密度为3.9～4.1a/dm2，脉冲宽度2～3s，脉冲间隔0.8～1.2s，氧化时间为26～50min。
11、进一步的，步骤s3中，封闭溶液为浓度为3～5g/l重铬酸钾溶液。
12、进一步的，步骤s3中，封闭溶液为去离子水。
13、进一步的，步骤s3中，封闭处理温度为90～100℃，时间为8～15min。
14、进一步的，步骤s2和步骤s3中，水洗为用去离子水洗2次。
15、另一方面，本专利技术还提供了一种铝合金表面多功能氧化铝涂层，涂层厚度为20～27μm，硬度在400hv以上，采用gb/t5270划格法检测涂层和基体的结合强度在0级以上，三点弯曲法断裂实验未产生碎屑，耐200℃高温，采用gb/t10125-1997中性盐雾试验耐腐蚀时间大于300h，发射率高达0.879。
16、与现有技术相比，本专利技术至少能实现以下技术效果之一：
17、(1)本专利技术的涂层为兼顾耐磨、耐蚀、结合力强、抗变形能力、发射率较高的铝合金表面多功能氧化铝涂层，特别适用于内、外两侧热辐射量不一致工况下铝合金容易开裂的飞行器使用。
18、(2)本专利技术的涂层制备方法通过省去了现有硬质阳极氧化工艺中的碱蚀、出光过程，保持了粗糙的基体表面，从而制备出表面致密度相对低、粗糙度相对高的涂层结构，最终获得了发射率和结合强度更高的涂层。
19、(3)本专利技术的涂层制备方法通过省去了现有硬质阳极氧化工艺中的碱蚀、出光过程，维持铝合金基体的厚度不发生变化，从而使得制备涂层后的铝合金零件的总厚度与预期的总厚度保持一致，实现了对零件尺寸精度的控制。
20、(4)本专利技术的涂层制备方法通过省去了现有硬质阳极氧化工艺中的碱蚀、出光过程，降低了碱蚀、出光工序产生大量的废酸、废碱的数量，从而使得生产成本降低约59.2％，生产效率提高约50％。
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1.一种铝合金表面多功能氧化铝涂层制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述铝合金表面的粗糙度不大于Ra3.2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述氧化液溶剂为去离子水，溶质为硫酸和草酸，其中硫酸浓度为180～200g/L，草酸浓度为21～35g/L。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述采用直流的方式进行氧化为直流电流密度为2.1～2.4A/dm2，氧化时间为26～36min。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述采用直流叠加脉冲的方式进行氧化为直流电流密度为0.8～1A/dm2，叠加脉冲电流密度为3.9～4.1A/dm2，脉冲宽度2～3s，脉冲间隔0.8～1.2s，氧化时间为26～50min。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述封闭溶液为浓度为3～5g/L重铬酸钾溶液。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述封
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述封闭处理温度为90～100℃，时间为8～15min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S3中，所述水洗为用去离子水洗2次。
10.一种铝合金表面多功能氧化铝涂层，其特征在于，所述涂层采用如权利要求1～9任一项所述的方法制备，所述涂层厚度为20～27μm，硬度在400HV以上，采用GB/T5270划格法检测涂层和基体的结合强度在0级以上，三点弯曲法断裂实验未产生碎屑，耐200℃高温，采用GB/T10125-1997中性盐雾试验耐腐蚀时间大于300h，发射率高达0.879。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金表面多功能氧化铝涂层制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述铝合金表面的粗糙度不大于ra3.2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述氧化液溶剂为去离子水，溶质为硫酸和草酸，其中硫酸浓度为180～200g/l，草酸浓度为21～35g/l。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述采用直流的方式进行氧化为直流电流密度为2.1～2.4a/dm2，氧化时间为26～36min。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述采用直流叠加脉冲的方式进行氧化为直流电流密度为0.8～1a/dm2，叠加脉冲电流密度为3.9～4.1a/dm2，脉冲宽度2～3s，脉冲间隔0.8～1.2s，氧化时间为26～50min。
【专利技术属性】
技术研发人员：孔亚璇，田伟智，杨茗佳，史浩伯，樊喜刚，毕荣荣，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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