[发明专利]一种在2024型铝合金表面构建超疏水改性层的方法

说明书

本发明公开了一种在2024型铝合金表面构建超疏水改性层的方法，包括下列步骤：步骤1.将2024型铝合金工件的表面以砂纸进行打磨处理，去除表面氧化物膜层；冲洗干净；步骤2.将2024型铝合金工件浸入Na₂CO₃溶液中，进行化学刻蚀处理；冲洗干净；步骤3.将2024型铝合金工件浸入以乙醇和低表面能物质配制而成的乙醇溶液中，进行表面修饰处理；冲洗干净；干燥处理，获得表面具有超疏水改性层的2024型铝合金工件。本发明有效抑制了2024型铝合金中的金属间化合物CuAl₃、Cu₂Al₈等在碱性溶液中被氧气分子氧化腐蚀，确保金属间化合物能够可靠地保留在2024型铝合金表层中，在2024型铝合金表面制得的超疏水改性层中含有大量的金属间化合物，抗磨损性能高，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及金属材料表面处理技术，具体是一种在2024型铝合金工件的表面构建超疏水改性层的方法。

背景技术

2024型铝合金属于Al-Cu-Mg系铝合金材料，是一种高强度硬铝，具有良好的加工性能，被广泛应用于各种高负荷的零件（构件），例如用作成型飞机上的骨架零件、蒙皮、翼梁、铆钉等。但是，2024型铝合金表面的抗腐蚀性能不高，这在很大程度上限制了2024型铝合金的产业扩展应用。为了改善并提高2024型铝合金表面的抗腐蚀性能，业内通常做法是在2024型铝合金表面构建出超疏水改性层，通过构建出的超疏水改性层不仅可以提高2024型铝合金表面的抗腐蚀性能，而且还可以提高2024型铝合金表面的抗污染性能及防结冰性能，有利于扩大2024型铝合金的产业扩展应用范围。

目前，在2024型铝合金表面构建超疏水改性层，通常是以NaOH溶液化学刻蚀与硬脂酸/月桂酸等化学修饰相结合的技术措施实现的。然而，2024型铝合金中的铜含量相对较高，以NaOH溶液化学刻蚀2024型铝合金时会存在以下技术问题：2024型铝合金中的铜元素在NaOH溶液中容易与NaOH溶液中的氧气发生反应，即CuAl₃+O₂+NaOH+H₂O→Na₂CuO₂+Al(OH)₃。如此，2024型铝合金表层中的CuAl₃、Cu₂Al₈等金属间化合物容易被完全刻蚀掉，从而导致在2024型铝合金表面所构建的超疏水改性层中的金属间化合物含量极低，超疏水改性层的硬度偏低，抗磨损性能差，使用寿命短。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述2024型铝合金特殊性及现有技术的不足，提供一种能够在2024型铝合金表面构建出抗磨损性能好、使用寿命长的超疏水改性层的方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现，一种在2024型铝合金表面构建超疏水改性层的方法，所述方法包括下列工艺步骤：

步骤1. 将2024型铝合金工件的表面以砂纸进行打磨处理，去除表面氧化物膜层；

冲洗干净；

步骤2. 将2024型铝合金工件浸入Na₂CO₃溶液中，进行化学刻蚀处理；

冲洗干净；

步骤3. 将2024型铝合金工件浸入以乙醇和低表面能物质配制而成的乙醇溶液中，进行表面修饰处理；

冲洗干净；

干燥处理，获得表面具有超疏水改性层的2024型铝合金工件。

作为优选方案之一，步骤1中所述打磨处理分为如下两步工艺步骤：

第①步骤. 采用800#砂纸对2024型铝合金工件的表面进行打磨处理；

第②步骤. 采用1200#砂纸对步骤①的2024型铝合金工件的表面进行打磨处理。