[发明专利]一种汽车空调零部件用铝合金材料的表面处理方法

说明书

本发明涉及一种汽车空调零部件用铝合金材料的表面处理方法，属于汽车材料制备技术领域。该方法包括：(1)将铝合金零件进行去应力热处理；(2)在去应力处理后的铝合金零件上镀覆复合镀层；(3)对带复合镀层的铝合金零件进行真空热处理；(4)将真空热处理后的零件放入抛光设备中进行粗磨抛光处理；(5)将粗磨后的零件进行中磨抛光处理；(6)将中磨后的零件进行精磨抛光处理；(7)抛光处理后的零件进行超声清洗、烘干。经本发明方法“真空热处理+3道次抛光”处理后的镀层较原始镀层的摩擦系数和粗糙度得到极大降低，硬度得到大幅提升，汽车实车系统耐久试验考核表明镀层零件的服役寿命提高10倍以上。

技术领域

本发明涉及一种汽车空调零部件用铝合金材料的表面处理方法，属于汽车材料制备技术领域。

背景技术

近年来，随着汽车工业的快速发展，对汽车零部件所用材料提出了更高的要求。例如，要求所用材料具有低密度，以满足汽车轻量化要求；同时，还要求材料具有高强、高耐磨等力学和物理性能，以提高零部件的服役寿命，延长报废周期，减少废弃物污染。以汽车空调系统为例，其核心部件是空调压缩机，例如，旋叶式压缩机的缸套、前后端板、转子以及叶片等核心部件采用轻质的Al-Cu-Mg-Si或Al-Cu-Mg-Si-X(合金中X组元为Fe、Ni、Ag元素中的一种)铝合金制备，以满足轻量化要求，但上述材料的硬度和耐磨性相对不足，长时间服役时容易发生磨损而失效。例如，Al-Cu-Mg-Si-X铝合金叶片在与转子接触过程中，叶片-转子之间将形成摩擦副，压缩机长时间工作对叶片形成频繁的摩擦，发热、造成叶片磨损，使用寿命下降。而在叶片表面镀覆一层具有高硬度、高耐磨性能的金属镀层是确保叶片长寿命使用的关键。

目前，在叶片表面镀覆Ni-P、Ni-Co-P或Ni-Mo-P镀层可在一定程度上提高材料的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性能，但叶片零件在空调压缩机中长时间高速运转环境下，单一的Ni-P、Ni-Co-P或Ni-Mo-P镀层硬度和耐磨性仍然不能满足使用要求。因此，需要在上述单一镀层中引入陶瓷或非金属颗粒(如SiC、Al₂O₃，Si₃N₄，Si，石墨颗粒等)，对镀层进行弥散强化，形成复合镀层，进一步提高镀层的硬度和耐磨性。然而，颗粒在提高镀层性能的同时，会造成镀层表面粗糙度和摩擦系数增大、表面平整度和光洁度降低，导致叶片运行过程中因滑动不良而发生卡死失效。因此，为了提高叶片的使用寿命，还需要提高其表面复合镀层的平整度，降低粗糙度和摩擦系数。

据公开文献资料报道，提高金属镀层表面质量(高平整度、高光洁度、低粗糙度)最有效的方法是进行表面机械抛光处理。例如，采用磨削作用较强的粗抛抛光工艺，可以快速达到去除镀层表面毛刺和凹凸不平组织的作用，使镀层表面平整度大幅提高，但粗抛对镀层粗糙度降低效果不明显，同时由于粗抛抛光磨削作用较大，会对镀层造成破坏(镀层起皮、剥落)，使零件失效。而采用磨削作用较弱的精抛抛光工艺，可以较大程度提高镀层的表面光洁度，降低粗糙度，但精抛较难去除镀层毛刺和表面凹凸不平组织，镀层表面平整度不足。因此，需要选取合适的抛光处理工艺，一方面可以快速有效去除镀层毛刺和表面凸起物(提高平整度)，同时还能够保护镀层(不起皮、不剥落)，降低镀层粗糙度和摩擦系数。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高汽车空调零部件用铝合金材料服役寿命的表面处理方法，以提高零件的耐磨性，延长使用寿命。综合考虑各种影响因素，本发明为了提高汽车空调叶片的服役寿命，在叶片零件表面进行复合金属镀层镀覆，以提高叶片的耐磨性；对镀层进行热处理提高镀层本身的硬度和耐磨性；对镀层进行较短时间的粗抛抛光处理，快速去除镀层毛刺和凹凸不平组织，接着进行较长时间的中抛和精抛处理，获得粗糙度低、组织无破损、服役寿命长的叶片零件。

为实现上述目的，本发明使用以下技术方案：

一种汽车空调零部件用铝合金材料的表面处理方法，包括以下步骤：

(1)将铝合金零件进行去应力热处理；