[发明专利]一种铝合金表面硬化处理工艺

说明书

一种铝合金表面硬化处理工艺涉及激光和电镀应用领域，解决了铝合金表面硬度提高的问题。该制备方法包括：采用金相砂纸打磨铝合金表面，使铝合金表面变得光洁平滑；将步骤一所述的打磨后工件放置在金相试样抛光机上抛光处理；放置在去离子水中超声波清洗；利用电刷镀方法在步骤二所述的清洗后的抛光件表面构筑镍镀层，分别采用丙酮和去离子水进行超声波清洗，然后将表面进行烘干处理；将步骤三所述的烘干后的电刷镀处理后工件采用激光加工方法，使其表面实现沟槽结构；放置在去离子水中超声波清洗5min左右；将步骤四所述的清洗后的激光复合加工工件放置在干燥箱热处理，温度和时间分别为150℃和2小时，然后冷却至室温，使铝合金表面的硬度提高。

技术领域

本发明属于激光和电镀应用领域，具体涉及一种铝合金表面硬化处理工艺。

背景技术

随着中国工业的迅速发展，零部件的保护越来越受到人们的重视，铝合金具有高的比强度和较好的加工性等优点，被广泛运用于航天、交通运输、工程和结构应用等领域。不足之处是作为摩擦材料，铝合金存在质软、磨损大、粘着磨损严重等问题。目前有大量关于改善铝合金表面的耐磨性能的研究，但大多集中在热处理、微弧氧化、离子注入或热喷涂陶瓷层等表面改性方面。目前电刷镀技术和激光技术在表面工程领域的应用迅速普及，引起了研究人员的关注。而两种技术相结合的方法使得铝合金表面得到硬化处理研究甚少。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种铝合金表面硬化处理工艺，使铝合金表面硬度得到提高。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种铝合金表面硬化处理工艺，该制备方法包括步骤如下：

步骤一：采用金相砂纸打磨铝合金表面，使铝合金表面变得光洁平滑；

步骤二：将步骤一所述的打磨后工件放置在金相试样抛光机上抛光处理；放置在去离子水中超声波清洗；

步骤三：利用电刷镀方法在步骤二所述清洗后的抛光件表面构筑镍镀层，电刷镀时间10min，电压为8-16V；所涉电刷镀镀液成分为： NiSO₄.6H₂O(265g/L)、柠檬酸三铵(55g/L)、氨水(105g/L)和醋酸铵 (23g/L)，其中镀液pH为7.5；分别采用丙酮和去离子水进行超声波清洗，然后将表面进行烘干处理；

步骤四：将步骤三所述烘干后的电刷镀处理后工件采用激光加工方法，使其表面实现沟槽结构；放置在去离子水中超声波清洗5min左右；

步骤五：将步骤四所述清洗后的激光复合加工工件放置在干燥箱热处理，温度和时间分别为150℃和2小时，然后冷却至室温，使铝合金表面的硬度提高。

本发明的有益效果是：本发明的铝合金表面硬化处理制备方法，得到的铝合金表面镀层具有相对特殊的表面结构，这种结构所具有的特性是单一刷镀技术和单一激光技术难以实现的。其具有的铝合金表面硬化处理可广泛应用于汽车制造、轮船、化工、航天等领域的各种零部件表面。和铝合金基体、普通单一的电刷镀相比，表面的硬度和耐摩擦性得到提高。复合结构中沟槽深度可以通过激光功进行调节。

附图说明

图1电刷镀激光复合加工制备方法模型示意图；

图2铝合金基体摩擦磨损后试样表面；

图3电刷镀激光复合加工后摩擦磨损后试样表面.

具体实施方式

申请人采用电刷镀技术与激光加工技术相结合的方法实现铝合金表面的硬化处理。利用电刷镀激光复合加工方法制备表面具有的微观特殊结构，这种结构是单一刷镀技术和单一激光加工技术难以实现的，因此本发明采用电刷镀激光制备的这种表面结构，提高了表面的硬度和耐磨损性，使得表面得到硬化处理。