权利要求
1.
铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对铝合金表面进行预处理;
步骤2、将硫酸、硼酸、磷酸、草酸、乙酸加入去离子水中，得到
电解液;
步骤3、利用步骤2配制的电解液，对步骤1预处理好的铝合金进行阳极氧化处理;
步骤4、清洗步骤3得到的合金，制得高硬度铝阳极氧化涂层;
步骤6、对步骤5得到的涂层进行真空渗润滑剂处理，得到高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层。
2.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤1具体为：
将铝合金用砂纸打磨，再将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗1～30分钟。
3.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤2的电解液中，各成分的浓度如下：硫酸的浓度为1～150g/L，硼酸的浓度为1～40g/L，磷酸的浓度为1～40g/L，草酸的浓度为1～40g/L，乙酸的浓度为1～40g/L。
4.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中，将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板，接通高能等离子体氧化电源，进行阳极氧化处理。
5.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤3中，阳极氧化的工艺条件为：电压为1～300V，电流为0.1～10A，阳极氧化脉冲频率1kHz～100kHz，阳极氧化的占空比为1%～50%，氧化时间为1～100分钟，氧化温度为1～60℃。
6.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤4中，使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗。
7.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤5具体为：
将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，其中，硅烷浓度为0.5~5wt.%，处理温度为15~25℃，浸泡处理时间为20~40分钟，体系pH值为4~6。
8.根据权利要求1所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤6具体为：
将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。
9.根据权利要求8所述的铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，其特征在于，所述润滑剂为MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度≤10Pa，压力为0.1-1.0MPa，保真空时间为5-20分钟。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于金属表面改性方法技术领域，具体涉及一种铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法。
背景技术
[0002]铝合金具有轻质高强、耐腐蚀性好、可加工性好、导电导热性能好等优点，在航空航天、船舶和海洋工程、汽车、新能源、高铁、建材和机械等领域得到了广泛的应用，但同时也存在着磨损性能低、硬度低等问题，严重影响了其服役寿命。尽管铝合金可在自然环境中生成氧化物膜，但在严酷环境(湿度、盐雾和沿海)下，该氧化物膜难以发挥应有的防护效果，从而影响材料的组织结构，降低其使用性能，因此，改善其耐磨性和硬度等性能成为目前铝及其合金材料表面改性研究的热点。
[0003]阳极氧化是一种等离子体表面处理技术，它是一种利用电压、电流等方法在铝合金表面形成一层较厚的氧化物膜的方法。现有阳极氧化技术存在明显局限：现有方法制备的氧化膜硬度通常仅在300-500Hv之间，远未达到“极限硬度”水平，对基体的保护作用有限。更关键的是，尽管阳极氧化后的氧化膜强度远高于金属基体本身，却仍无法达到500-1500Hv的目标范围，这直接导致阳极氧化材料的耐磨性难以满足更高需求。同时，目前航空航天轻量化成为一种发展趋势，利用高强铝合金替代传统的钢件，可以显著减重30%以上，但在传动件领域，通过阳极氧化处理无法满足自润滑的适用功能。因此，寻找能突破硬度与自润滑共存瓶颈的表面改性技术已成为研究热点。研究表明，通过控制基体预处理质量、改进电解液配方、调控纳米多孔结构、优化润滑剂成分等手段，有望进一步提升氧化涂层的硬度与摩擦磨损性能。因此，从工艺上进行优化，制备出高硬度自润滑的氧化复合涂层具有十分重要的意义。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，通过在铝合金表面进行阳极氧化处理，并且在真空-压力条件下将润滑剂渗入多孔结构，得到的复合涂层具有硬度高、摩擦系数小、体积磨损率低的特点，实现了涂层高硬度与自润滑的同步提升。
[0005]本发明所采用的技术方案是，
铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、对铝合金表面进行预处理;
步骤2、将硫酸、硼酸、磷酸、草酸、乙酸加入去离子水中，得到电解液;
步骤3、利用步骤2配制的电解液，对步骤1预处理好的铝合金进行阳极氧化处理;
步骤4、清洗步骤3得到的合金，制得高硬度铝阳极氧化涂层;
步骤5、对步骤4得到的涂层进行表面硅烷化处理;
步骤6、对步骤5得到的涂层进行真空渗润滑剂处理，得到高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层。
[0006]本发明的特点还在于：
步骤1具体为：
将铝合金用砂纸打磨，再将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗1～30分钟。
[0007]步骤2的电解液中，各成分的浓度如下：硫酸的浓度为1～150g/L，硼酸的浓度为1～40g/L，磷酸的浓度为1～40g/L，草酸的浓度为1～40g/L，乙酸的浓度为1～40g/L。
[0008]步骤3中，将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板，接通高能等离子体氧化电源，进行阳极氧化处理。
[0009]步骤3中，阳极氧化的工艺条件为：电压为1～300V，电流为0.1～10A，阳极氧化脉冲频率1kHz～100kHz，阳极氧化的占空比为1%～50%，氧化时间为1～100分钟，氧化温度为1～60℃。
[0010]步骤4中，使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗。
[0011]步骤5具体为：
将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，其中，硅烷浓度为0.5~5wt.%，处理温度为15~25℃，浸泡处理时间为20~40分钟，体系pH值为4~6。
[0012]步骤6具体为：
将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。
[0013]润滑剂为MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度≤10Pa，压力为0.1-1.0MPa，保真空时间为5-20分钟。
[0014]本发明的有益效果是：
(1)本发明方法采用混合酸作为电解液，在高频率窄脉宽电场作用下，利用阳极氧化在铝合金表面形成具有多孔、均匀、高硬度的氧化膜，且该膜与铝合金可以进行良好的粘接;在此基础上，再通过真空渗入润滑剂处理，所制备复合涂层的硬度达1000~1500Hv，摩擦系数达0.1~0.15，体积磨损率低至1.20×10-7~6.52×10-7cm3/(N·m)，兼具高硬度、高耐磨与自润滑;
区别于常规的直流、低频宽脉冲阳极氧化，高频窄脉宽不会引起持续的能量积累，可实现放电冷却循环。利用窄脉宽，可有效防止薄膜热裂，使微细放电在高频率下均匀、稠密。同时，促进氧化物的非平衡转变细化晶粒，形成致密的陶瓷组织，从而解决传统工艺中薄膜疏松、硬度低的难题，大幅度提高涂层的硬度和附着力;
(2)本发明方法采用了对涂层硬度有重要影响的适当的阳极氧化温度和电压等工艺参数，在该参数范围内，获得了一种厚度为120-200μm、硬度为1000-1500Hv的氧化涂层。该涂层不但具有坚硬的特性，能够有效抵御磨擦和划伤，从而大大提高合金使用寿命，同时还能够保证制品的外形完整和防腐性能;
(3)本发明方法在多孔阳极氧化涂层的基础上，通过硅烷化与真空渗入润滑剂处理，制备得到一种兼具高硬度与自润滑的复合涂层，在航空航天、能源、汽车等轻质传动领域将具有广阔应用前景。
附图说明
[0015]图1是本发明方法中硅烷化处理、真空渗润滑剂处理的流程示意图;
图2是本发明实施例1步骤4所制备涂层的电镜图;
图3是本发明实施例1步骤4所制备涂层的剖面电镜图;
图4是本发明实施例1所制备复合涂层的电镜图;
图5是本发明实施例1-7所制备复合涂层的硬度图;
图6是本发明实施例1-7所制备复合涂层的摩擦系数图;
图7是本发明实施例1-7所制备复合涂层的体积磨损率图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
[0017]本发明铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：合金预处理
将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗1～30分钟，进一步去除表面杂质。
[0018]铝合金基体可以为：5040、5052、6005、6061、6063、6083、7050、7075铝合金等。
[0019]步骤2：电解液配制
将硫酸、硼酸、磷酸、草酸、乙酸加入去离子水中得到电解液;其中，各成分的浓度限定如下：硫酸的浓度为1～150g/L，硼酸的浓度为1～40g/L，磷酸的浓度为1～40g/L，草酸的浓度为1～40g/L，乙酸的浓度为1～40g/L。
[0020]步骤3：阳极氧化处理
将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，进行阳极氧化处理。
[0021]阳极氧化的工艺条件为：电压为1～300V，电流为0.1～10A，阳极氧化脉冲频率1kHz～100kHz，阳极氧化的占空比为1%～50%，氧化时间为1～100分钟，氧化温度为1～60℃。
[0022]步骤4：后处理
使用去离子水及无水乙醇对步骤3的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0023]步骤5：硅烷化处理
如图1所示，将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷分子与材料表面羟基反应，形成牢固硅氧烷键，将亲水的
氧化铝孔壁转变为亲油表面。其中，硅烷浓度为0.5~5wt.%(水溶液体系)，处理温度为15~25℃，浸泡处理时间为20~40分钟，体系pH值为4~6。
[0024]步骤6：真空渗润滑剂处理
将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。
[0025]其中，润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度≤10Pa，压力0.1-1.0MPa，保真空时间5-20分钟。
[0026]实施例1
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗10分钟，进一步去除表面杂质。
[0027]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为30g/L，硼酸的浓度为1g/L，磷酸的浓度为1g/L，草酸的浓度为1g/L，乙酸的浓度为1g/L。
[0028]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压70V，电流0.5A，脉冲频率10kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0029]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0030]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为0.5wt.%(水溶液体系)，处理温度为15℃，浸泡处理时间为20分钟，体系pH值约为4。
[0031]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。其中，润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度10Pa，压力0.1MPa，保真空时间5分钟。
[0032]如图2、图3所示，为本实施例步骤4得到的涂层的电镜图，可以看出，涂层呈微观多孔结构且孔结构均匀;孔径由内向外逐渐减小，涂层厚约128.33μm，较厚且致密，无不连续界面。图4为本实施例步骤6所得复合涂层的电镜图，可以看出，经硅烷化、真空渗润滑油处理后，复合涂层表面部分微孔孔径减小，涂层整体较为光滑平整。
[0033]如图5-图7所示，经过测试，结合真空渗入润滑剂后，本实施例所制备复合涂层的复合硬度为1068Hv、摩擦系数为0.15、体积磨损率为6.52×10-7cm3/(N·m)。
[0034]实施例2
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗20分钟，进一步去除表面杂质。
[0035]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为30g/L，硼酸的浓度为1g/L，磷酸的浓度为1g/L，草酸的浓度为1g/L，乙酸的浓度为1g/L。
[0036]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压70V，电流0.5A，脉冲频率20kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0037]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0038]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为1.0wt.%(水溶液体系)，处理温度为18℃，浸泡处理时间为25分钟，体系pH值约为4.5。
[0039]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度10Pa，压力0.2MPa，保真空时间10分钟。
[0040]如图5-图7所示，经过测试，本实施例制得的铝合金表面复合氧化涂层的厚度为128.7μm，复合硬度为1135Hv，摩擦系数为0.13，体积磨损率为5.36×10-7cm3/(N·m)。
[0041]实施例3
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗15分钟，进一步去除表面杂质。
[0042]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为30g/L，硼酸的浓度为10g/L，磷酸的浓度为10g/L，草酸的浓度为10g/L，乙酸的浓度为10g/L。
[0043]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压70V，电流0.5A，脉冲频率10kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0044]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0045]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为2.0wt.%(水溶液体系)，处理温度为20℃，浸泡处理时间为30分钟，体系pH值约为4.8。
[0046]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度9Pa，压力0.5MPa，保真空时间10分钟。
[0047]如图5-图7所示，经过测试，本实施例制得的铝合金表面复合氧化涂层的厚度为145.2μm，复合硬度为1206Hv，摩擦系数为0.125，体积磨损率为3.25×10-7cm3/(N·m)。
[0048]实施例4
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗20分钟，进一步去除表面杂质。
[0049]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为70g/L，硼酸的浓度为5g/L，磷酸的浓度为5g/L，草酸的浓度为5g/L，乙酸的浓度为5g/L。
[0050]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压30V，电流0.5A，脉冲频率10kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0051]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0052]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为3.0wt.%(水溶液体系)，处理温度为22℃，浸泡处理时间为35分钟，体系pH值约为5.2。
[0053]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度9Pa，压力0.7MPa，保真空时间15分钟。
[0054]如图5-图7所示，经过测试，本实施例制得的铝合金表面复合氧化涂层厚度165.4μm，复合硬度为1495Hv，摩擦系数为0.10，体积磨损率为1.20×10-7cm3/(N·m)。
[0055]实施例5
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗30分钟，进一步去除表面杂质。
[0056]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为70g/L，硼酸的浓度为5g/L，磷酸的浓度为5g/L，草酸的浓度为5g/L，乙酸的浓度为5g/L。
[0057]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压70V，电流0.5A，脉冲频率10kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0058]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0059]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为4.0wt.%(水溶液体系)，处理温度为25℃，浸泡处理时间为40分钟，体系pH值约为5.5。
[0060]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度8Pa，压力0.8MPa，保真空时间15分钟。
[0061]如图5-图7所示，经过测试，本实施例制得的铝合金表面复合氧化涂层的厚度为173.0μm，复合硬度为1385Hv，摩擦系数为0.118，体积磨损率为2.86×10-7cm3/(N·m)。
[0062]实施例6
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗5分钟，进一步去除表面杂质。
[0063]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为70g/L，硼酸的浓度为5g/L，磷酸的浓度为5g/L，草酸的浓度为5g/L，乙酸的浓度为5g/L。
[0064]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压100V，电流0.5A，脉冲频率10kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0065]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0066]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为5.0wt.%(水溶液体系)，处理温度为20℃，浸泡处理时间为30分钟，体系pH值约为5.8。
[0067]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度8Pa，压力0.8MPa，保真空时间15分钟。
[0068]如图5-图7所示，经过测试，本实施例制得的铝合金表面复合氧化涂层的厚度为185.6μm，复合硬度为1416Hv，摩擦系数为0.115，体积磨损率为4.62×10-7cm3/(N·m)。
[0069]实施例7
步骤1、合金预处理：将铝合金用砂纸打磨，去除表面氧化层和杂质;将打磨好的合金放入超声清洗机中，用无水乙醇清洗25分钟，进一步去除表面杂质。
[0070]步骤2、电解液配制：混合溶液中硫酸的浓度为70g/L，硼酸的浓度为5g/L，磷酸的浓度为5g/L，草酸的浓度为5g/L，乙酸的浓度为5g/L。
[0071]步骤3、阳极氧化处理：将经步骤1预处理好的铝合金作为阳极，放入装有步骤2配制的电解液的电解槽中，阴极采用铝板;接通高能等离子体氧化电源，开始进行阳极氧化处理;阳极氧化工艺各参数分别为：电压70V，电流0.5A，脉冲频率20kHz，阳极氧化的占空比6%，氧化时间30分钟，氧化温度25℃。
[0072]步骤4、后处理：使用去离子水、无水乙醇对步骤3得到的合金进行清洗，消除杂质，制得高硬度铝阳极氧化涂层。
[0073]步骤5，硅烷化处理：将步骤4制得的涂层浸入硅烷溶液中，对其表面进行硅烷化处理，硅烷浓度为5.0wt.%(水溶液体系)，处理温度为25℃，浸泡处理时间为40分钟，体系pH值约为6.0。
[0074]步骤6，真空渗润滑剂处理：将步骤5得到的合金涂层在真空-压力循环条件下，通过毛细作用驱动润滑剂渗入涂层微孔，然后室温下自然吹干，使合金表面润滑剂固化，得到复合涂层。润滑剂选择MXene无溶剂共价型纳米流体，真空度8Pa，压力1.0MPa，保真空时间20分钟。
[0075]如图5-图7所示，经过测试，本实施例制得的铝合金表面复合氧化涂层的厚度为196.4μm，复合硬度为1270Hv，摩擦系数为0.12，体积磨损率为5.83×10-7cm3/(N·m)。
说明书附图(7)
声明：
“铝合金表面高硬质高耐磨自润滑氧化复合涂层的制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
183
编辑：北方有色网
来源：西安理工大学
咨询细节
2026年03月25日 ~ 27日 
