CN100998976A - 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置 - Google Patents

一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN100998976A
CN100998976A CNA2006101558947A CN200610155894A CN100998976A CN 100998976 A CN100998976 A CN 100998976A CN A2006101558947 A CNA2006101558947 A CN A2006101558947A CN 200610155894 A CN200610155894 A CN 200610155894A CN 100998976 A CN100998976 A CN 100998976A
Authority
CN
China
Prior art keywords
end cover
reactive tank
protective film
self
metal surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2006101558947A
Other languages
English (en)
Inventor
高玉周
张会臣
王亮
许晓磊
于志伟
刘世永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Maritime University
Original Assignee
Dalian Maritime University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Maritime University filed Critical Dalian Maritime University
Priority to CNA2006101558947A priority Critical patent/CN100998976A/zh
Publication of CN100998976A publication Critical patent/CN100998976A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

本发明属于机械工程技术领域，涉及一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置。方法是羟基硅酸盐自修复材料添加于水溶液中，将铝合金零件浸入到羟基硅酸盐自修复材料的水溶液中，在高温条件下，羟基硅酸盐不断溶解于水溶液中，在铝及其合金表面发生反应，形成AlOOH和羟基硅酸盐的复合保护膜层。设备由压力表、温度计、紧固螺栓、上端盖、反应槽、反应釜和加热装置组成，反应槽内置有添加剂溶液。本发明的有益效果是，该方法及装置简单，由于膜层材料与润滑油添加剂材料相同，可以在机械设备运行时在摩擦能量的作用下，继续形成保护膜层，避免金属表面直接接触，提高设备的服役寿命。

Description

一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置
技术领域
本发明属于机械工程技术领域，涉及一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置。
背景技术
铝合金具有密度小、导电能力强、力学性能优异和可加工性能好等一系列优点，再国民经济中获得了广泛的应用。各国科研人员经过多年的尝试，发明了许多铝合金表面处理方法，可以分为氧化、电镀和涂层法等。目前具有代表性的并在航天、航空、汽车、建筑和包装行业普遍得到应用的是阳极氧化和铬酸盐氧化法Alodine，但这些工艺及设备都存在一些弊端：阳极氧化处理会降低铝合金基体的机械性能，容易萌生裂纹，造成材料的过早疲劳；虽然通常使用的铬酸盐化学转化膜具有耐蚀性优良且工艺稳定简单的特点，而铬酸盐氧化工艺对环境的危害性极大，由于各国政府及有关部门都在极力倡导具有环境协调性的新型材料—环境材料和绿色材料的开发和研制，今后铬酸盐在工业中应用必将受到严格限制。为解决上述问题，国内外竞相研究开发一种能替代传统铝合金防腐耐磨技术，而又不影响铝合金的机械性能，在工艺上易于实现和维护并且成本低廉的新型有效铝合金表面处理方法，并且取得了一定的成绩。稀土转化膜是铝合金表面转化膜工艺中研究最多的，而由于稀土材料费用昂贵，在一定程度上也限制其在工业领域的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置，预先在Al及其合金表面形成新型的保护膜层，由于膜层材料与润滑油添加剂材料相同，可以在机械设备运行时在摩擦能量的作用下，继续形成保护膜层，避免金属表面直接接触，提高设备的服役寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法，步骤是：
(i)添加剂溶液6采用含有自修复材料的悬浮液，自修复材料为Mg3Si2O5(OH)4粉体，粉体经过球磨后粒度在1~5μm，调节pH值在7.5～8.0之间，同时添加表面活性剂；
(ii)将Al及其合金工件7放入添加剂溶液6中，盖上上端盖4，采用紧固螺栓3，将上端盖4与下反应槽5连接，采用加热装置9对反应釜8进行加热，观测和控制温度计2和压力表1示数的大小，达到设定的温度120～150℃范围和压力1.5～1.8MPa后，进行保温；
(iii)当达到设定的保温时间4~5h时，停止加热，使反应釜8自然冷却至室温，打开上端盖4，从下反应槽5中取出工件，此时工件7表面上沉积20~40μm的自修复材料的薄膜。所述的表面活性剂为油酸，钛酸丁酯，以增加粉体粒子的悬浮性能。
实施在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法的装置，由压力表1、温度计2、紧固螺栓3、上端盖4、反应槽5、反应釜8和加热装置9组成，反应釜8由上端盖4和反应槽5构成，紧固螺栓3将上端盖4与反应槽5连接在一起，压力表1和温度计2设置在上端盖4上，加热装置9设置在反应槽5四周，反应槽5内置有添加剂溶液6。
本发明的有益效果是：
(1)、采用水热法，在铝及其合金零件表面形成新型的保护膜层，膜层中含有硅酸盐自修复材料及AIOOH，同时在设备运行过程中，由于机械零件的摩擦磨损，润滑油添加剂中的自修复材料可以在新型保护膜层的基础上直接生长。
(2)、羟基硅酸盐具有较高的活性，能够在水溶液中的催化剂的作用下，释放出氧化性胶强的氧自由基，在铝及其合金表面形成AlOOH，在金属表面形成硬度较高的相结构。
(3)、在铝及其金属表面形成复合膜层，AlOOH相硬度较高，耐摩擦磨损，起到支撑作用；在摩擦磨损过程中，自修复材料可以在复合膜层中的硅酸盐相上继续生长，二者相互作用，提高材料的抗腐蚀和抗磨损性能。本发明的装置结构简单，成本低。
(4)、硅酸盐材料为矿石材料，材料易于取得，价格低廉。
(5)、硅酸盐为无机非金属材料，无毒，环境友好，适宜于工业大规模生产应用。
附图说明
下面结附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是本发明制备的Al表面薄膜的表面SEM形貌图。
图3是本发明制备的Al表面薄膜的横截面SEM形貌图。
图4是本发明制备的Al表面薄膜的X射线衍射图。
图5是本发明制备的Al表面薄膜的的能谱分析图。
图1中：1、压力表，2、温度计，3、紧固螺栓，4、上端盖，5、下反应槽，6、添加剂溶液，7、处理工件，8、反应釜，9、加热装置。
具体实施方式
(i)自修复材料为Mg3Si2O5(OH)4粉体，粉体经过球磨后粒度在1~5μm，将质量百分数5％的Mg3Si2O5(OH)4加入到水中，添加0.005％的表面活性剂，如油酸，钛酸丁酯，增加粉体粒子的悬浮性能，室温下搅拌0.5～1.0h，配制悬浮溶液6调节pH值在7.5～8.0之间。
(ii)将Al合金工件7放入悬浮液6，盖上上端盖4，采用紧固螺栓3，将上端盖4与下反应槽5连接，采用加热装置9对反应釜8进行加热，观测和控制温度计2在120～150℃和压力表1示数在1.5～1.8MPa范围内，达到设定的温度和压力后，进行保温4～5h。
(iii)当达到设定的保温时间，停止加热，使反应釜8自然冷却至室温，打开上端盖4，从下反应槽5中取出工件；此时工件7表面上沉积20~40μm的自修复材料的薄膜。

Claims (4)

1、一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法，其特征在于，是用羟基硅酸盐自修复材料添加于水溶液中，将铝合金零件浸入到羟基硅酸盐自修复材料的水溶液中，在高温条件下，羟基硅酸盐不断溶解于水溶液中，羟基硅酸盐具有较高的活性，在铝及其合金表面发生反应，形成AlOOH，同时羟基硅酸盐还可以不断在金属表面结晶析出，形成AlOOH和羟基硅酸盐的复合膜层，在铝及其合金零件表面形成一层的保护膜层，步骤是：
(i)添加剂溶液(6)采用含有自修复材料的悬浮液，自修复材料为Mg3Si2O5(OH)4粉体，粉体经过球磨后粒度在1～5μm，调节pH值在7.5～8.0之间，同时添加表面活性剂；
(ii)将Al及其合金工件(7)放入添加剂溶液(6)中，盖上上端盖(4)，采用紧固螺栓(3)，将上端盖(4)与下反应槽(5)连接，采用加热装置(9)对反应釜(8)进行加热，观测和控制温度计(2)和压力表(1)示数的大小，达到设定的温度120～150℃范围和压力1.5～1.8MPa后，进行保温；
(iii)当达到设定的保温时间4～5h时，停止加热，使反应釜(8)自然冷却至室温，打开上端盖(4)，从下反应槽(5)中取出工件，此时工件(7)表面上沉积20～40μm的自修复材料的薄膜。
2、根据权利要求1所述的一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法，其特征在于，所述的表面活性剂为油酸，钛酸丁酯。
3、实施权利要求1所述的一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法的装置，其特征在于，由压力表(1)、温度计(2)、紧固螺栓(3)、上端盖(4)、反应槽(5)、反应釜(8)和加热装置(9)组成，反应釜(8)由上端盖(4)和反应槽(5)构成，紧固螺栓(3)将上端盖(4)与反应槽(5)连接在一起，压力表(1)和温度计(2)设置在上端盖(4)上，加热装置(9)设置在反应槽(5)四周。
4、根据权力要求1所述的处理装置，其特征在于，所述的反应槽(5)内置有添加剂溶液(6)。
CNA2006101558947A 2006-12-29 2006-12-29 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置 Pending CN100998976A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101558947A CN100998976A (zh) 2006-12-29 2006-12-29 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101558947A CN100998976A (zh) 2006-12-29 2006-12-29 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN100998976A true CN100998976A (zh) 2007-07-18

Family

ID=38257845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101558947A Pending CN100998976A (zh) 2006-12-29 2006-12-29 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100998976A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818317A (zh) * 2010-05-14 2010-09-01 大连海事大学 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法
CN105316080A (zh) * 2014-07-29 2016-02-10 上海宝钢工业技术服务有限公司 具备节能抗磨自修复功能润滑油添加剂的制备方法
CN106830024A (zh) * 2017-02-16 2017-06-13 曲阜师范大学 一种赤泥为原料制备活性勃姆石及氧化铝多孔微球的水热‑热转化方法
CN115044856A (zh) * 2022-06-24 2022-09-13 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种磨损自修复密封涂层的制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101818317A (zh) * 2010-05-14 2010-09-01 大连海事大学 一种具有自修复材料涂层的金属件及其制备方法
CN105316080A (zh) * 2014-07-29 2016-02-10 上海宝钢工业技术服务有限公司 具备节能抗磨自修复功能润滑油添加剂的制备方法
CN106830024A (zh) * 2017-02-16 2017-06-13 曲阜师范大学 一种赤泥为原料制备活性勃姆石及氧化铝多孔微球的水热‑热转化方法
CN115044856A (zh) * 2022-06-24 2022-09-13 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种磨损自修复密封涂层的制备方法
CN115044856B (zh) * 2022-06-24 2024-01-02 中国人民解放军陆军装甲兵学院 一种磨损自修复密封涂层的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103614717B (zh) 一种镁合金表面水热法制备的耐蚀膜层及其制备工艺
CN106189366B (zh) 一种有机无机复合防腐颜料的一步原位合成法
CN104371500A (zh) 一种高抗腐蚀性金属防腐涂料及其制备方法
CN104213055B (zh) 一种镀铜碳纤维增强铝镁合金复合材料及其制备方法
CN102181228A (zh) 一种金属表面硅烷化处理剂及其表面硅烷化处理的工艺方法
CN100998976A (zh) 一种在铝金属表面形成新型复合保护膜层的方法及装置
CN102677038A (zh) 镁合金表面原位生长Mg-Al水滑石膜的成膜溶液及其应用
CN1259553A (zh) 防护涂料
CN102558924A (zh) 耐高温防腐蚀硅酸钾涂料、对应涂层的制备方法
CN108892989A (zh) 一种石墨烯多功能涂料的制备方法
CN1338494A (zh) 水性耐高温带锈防锈多功能涂料的制备方法
CN111926286A (zh) 环保型多元合金共渗剂及多元合金扩散防腐层生产工艺
CN101186998B (zh) 一种输电线路杆塔长效防腐合金镀层及其制备工艺
CN1162487C (zh) 免除锈防锈底漆
CN108149232B (zh) 一种铝或七系铝合金用环保钝化液及其制备方法和处理工艺
CN102766840A (zh) 钢换热器管束表面改性锌铝稀土共渗方法及其渗剂
CN200992575Y (zh) 在金属表面预先形成自修复材料保护膜层的装置
CN101255581A (zh) 碱性氯化物镀锌处理剂及其制备方法
CN115873478A (zh) 一种高固体份聚苯胺环氧防腐底漆及其制备方法
US9938414B2 (en) Nano phosphatic hybrid geopolymeric corrosion resistant coating material and a method of preparation thereof
CN104371808A (zh) 一种抗磨损防锈油
CN101381824A (zh) 一种管用多元铝青铜合金新材料
CN101654783B (zh) 镀锌件硅酸盐彩色钝化液的制备方法
CN107760064A (zh) 一种磷酸钙基复合防腐颜料的包覆修饰一步原位合成法
CN107502097A (zh) 螺纹联接件磷化预处理与石墨烯材料复合防腐工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication