CN107881455A - 一种铝塑门窗的表面改性方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金门窗制造技术领域，公开了一种铝塑门窗的表面改性方法，通过在合金表面涂覆一层陶瓷涂层来达到高耐磨、耐腐蚀、耐热、良好的光泽和装饰性，选用的金属和非金属组合的陶瓷材料既能与铝合金很好的相匹配，又具有较高的化学稳定性，可以显著增加铝合金的机械强度，使得材料的耐磨性能和耐腐蚀性能得到提高，解决铝合金氧化后氧化膜表面失光，以及随着氧化时间的增加，氧化膜硬度和致密性都急剧下降等问题，改性处理后的铝塑门窗性能得到极大提高。
Description
技术领域
本发明属于铝合金门窗制造技术领域，具体涉及一种铝塑门窗的表面改性方法。
背景技术
铝合金通常使用铜、锌、锰、硅、镁等合金元素，20世纪初由德国人Alfred Wilm发明，对飞机发展帮助极大，一次大战后德国铝合金成分被列为国家机密。跟普通的碳钢相比有更轻及耐腐蚀的性能，但抗腐蚀性不如纯铝。在干净、干燥的环境下铝合金的表面会形成保护的氧化层。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶、铝合金及化学工业中已大量应用。
根据各种不同的用途， 要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝加工产品。铝加工产品应用广泛，建筑、汽车、高铁、飞机、电子等均用到铝材品种，市场存在很大需求。但是，由于铝合金质软，硬度低，无法满足一些环境下对材料表面高耐蚀及耐磨性能的要求，严重制约了铝合金的发展，铝合金门窗加工中，主要对于铝合金的力学强度以及化学性能有极高的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铝塑门窗的表面改性方法，通过在合金表面涂覆一层陶瓷涂层来达到高耐磨、耐腐蚀、耐热、良好的光泽和装饰性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种铝塑门窗的表面改性方法，包括以下步骤：
（1）按照质量百分比计准备以下粉料：氧化铝占22-24%、氧化锆占18-20%、氧化镁占13-16%、氧化铍占12-15%、氧化硅占10-12%、碳化硅占5-7%、剩余为氧化硼，将氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍在2000-2050℃下进行高温烧结，烧结时间为1.5-2.0小时，然后降温至1350-1400℃，加入剩余粉料混合均匀后保温烧结2-3小时制备得到混合陶瓷粉料；
（2）将刚出生产线的铝塑门窗浸泡在质量分数为25-30%的丙酮和质量分数为10-15%碳酸钠溶液混合溶液中振荡清洗20-30分钟，使用清水冲洗后烘干，再用抛光剂进行化学抛光，抛光温度为40-50℃，抛光时间为40-45秒，抛光后迅速使用去离子水冲洗干净，并在70-80℃的真空干燥箱中干燥1-2小时；
（3）向步骤（1）制备得到的混合陶瓷粉料中加入质量分数为0.25-0.28%的有机硅树脂，进行真空球磨制备得到球磨浆，在氮气和氢气的等离子火焰下进行粉末雾化，喷涂在处理后的铝塑门窗上，冷凝后形成厚度为40-50微米的陶瓷涂层。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍粉料粒径大小在400-500目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化硅、碳化硅和氧化硼粉料粒径大小在300-400目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述化学抛光剂是由浓度为40-45%的磷酸溶液和浓度为15-20%的硝酸溶液按照1:3-4的比例混合制备的。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述氮气和氢气混合比例为5.0-5.5:1。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有铝合金门窗性能不足的问题，本发明提供了一种铝塑门窗的表面改性方法，通过在合金表面涂覆一层陶瓷涂层来达到高耐磨、耐腐蚀、耐热、良好的光泽和装饰性，选用的金属和非金属组合的陶瓷材料既能与铝合金很好的相匹配，又具有较高的化学稳定性，可以显著增加铝合金的机械强度，使得材料的耐磨性能和耐腐蚀性能得到提高，解决铝合金氧化后氧化膜表面失光，以及随着氧化时间的增加，氧化膜硬度和致密性都急剧下降等问题，改性处理后的铝塑门窗性能得到极大提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种铝塑门窗的表面改性方法，包括以下步骤：
（1）按照质量百分比计准备以下粉料：氧化铝占22%、氧化锆占18%、氧化镁占13%、氧化铍占12%、氧化硅占10%、碳化硅占5%、剩余为氧化硼，将氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍在2000℃下进行高温烧结，烧结时间为1.5小时，然后降温至1350℃，加入剩余粉料混合均匀后保温烧结2小时制备得到混合陶瓷粉料；
（2）将刚出生产线的铝塑门窗浸泡在质量分数为25%的丙酮和质量分数为10%碳酸钠溶液混合溶液中振荡清洗20分钟，使用清水冲洗后烘干，再用抛光剂进行化学抛光，抛光温度为40℃，抛光时间为40秒，抛光后迅速使用去离子水冲洗干净，并在70℃的真空干燥箱中干燥1小时；
（3）向步骤（1）制备得到的混合陶瓷粉料中加入质量分数为0.25%的有机硅树脂，进行真空球磨制备得到球磨浆，在氮气和氢气的等离子火焰下进行粉末雾化，喷涂在处理后的铝塑门窗上，冷凝后形成厚度为40微米的陶瓷涂层。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍粉料粒径大小在400-500目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化硅、碳化硅和氧化硼粉料粒径大小在300-400目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述化学抛光剂是由浓度为40%的磷酸溶液和浓度为15%的硝酸溶液按照1:3的比例混合制备的。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述氮气和氢气混合比例为5.0:1。
实施例2
一种铝塑门窗的表面改性方法，包括以下步骤：
（1）按照质量百分比计准备以下粉料：氧化铝占23%、氧化锆占19%、氧化镁占14%、氧化铍占13%、氧化硅占11%、碳化硅占6%、剩余为氧化硼，将氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍在2030℃下进行高温烧结，烧结时间为1.8小时，然后降温至1380℃，加入剩余粉料混合均匀后保温烧结2.5小时制备得到混合陶瓷粉料；
（2）将刚出生产线的铝塑门窗浸泡在质量分数为28%的丙酮和质量分数为12%碳酸钠溶液混合溶液中振荡清洗25分钟，使用清水冲洗后烘干，再用抛光剂进行化学抛光，抛光温度为45℃，抛光时间为42秒，抛光后迅速使用去离子水冲洗干净，并在75℃的真空干燥箱中干燥1.5小时；
（3）向步骤（1）制备得到的混合陶瓷粉料中加入质量分数为0.26%的有机硅树脂，进行真空球磨制备得到球磨浆，在氮气和氢气的等离子火焰下进行粉末雾化，喷涂在处理后的铝塑门窗上，冷凝后形成厚度为45微米的陶瓷涂层。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍粉料粒径大小在400-500目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化硅、碳化硅和氧化硼粉料粒径大小在300-400目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述化学抛光剂是由浓度为40-45%的磷酸溶液和浓度为18%的硝酸溶液按照1:3.5的比例混合制备的。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述氮气和氢气混合比例为5.3:1。
实施例3
一种铝塑门窗的表面改性方法，包括以下步骤：
（1）按照质量百分比计准备以下粉料：氧化铝占24%、氧化锆占20%、氧化镁占16%、氧化铍占15%、氧化硅占12%、碳化硅占7%、剩余为氧化硼，将氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍在2050℃下进行高温烧结，烧结时间为2.0小时，然后降温至1400℃，加入剩余粉料混合均匀后保温烧结3小时制备得到混合陶瓷粉料；
（2）将刚出生产线的铝塑门窗浸泡在质量分数为30%的丙酮和质量分数为15%碳酸钠溶液混合溶液中振荡清洗30分钟，使用清水冲洗后烘干，再用抛光剂进行化学抛光，抛光温度为50℃，抛光时间为45秒，抛光后迅速使用去离子水冲洗干净，并在80℃的真空干燥箱中干燥2小时；
（3）向步骤（1）制备得到的混合陶瓷粉料中加入质量分数为0.28%的有机硅树脂，进行真空球磨制备得到球磨浆，在氮气和氢气的等离子火焰下进行粉末雾化，喷涂在处理后的铝塑门窗上，冷凝后形成厚度为50微米的陶瓷涂层。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍粉料粒径大小在400-500目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述氧化硅、碳化硅和氧化硼粉料粒径大小在300-400目之间。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（1）所述化学抛光剂是由浓度为45%的磷酸溶液和浓度为20%的硝酸溶液按照1:4的比例混合制备的。
作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）所述氮气和氢气混合比例为5.5:1。
Claims (5)
1.一种铝塑门窗的表面改性方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照质量百分比计准备以下粉料：氧化铝占22-24%、氧化锆占18-20%、氧化镁占13-16%、氧化铍占12-15%、氧化硅占10-12%、碳化硅占5-7%、剩余为氧化硼，将氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍在2000-2050℃下进行高温烧结，烧结时间为1.5-2.0小时，然后降温至1350-1400℃，加入剩余粉料混合均匀后保温烧结2-3小时制备得到混合陶瓷粉料；
（2）将刚出生产线的铝塑门窗浸泡在质量分数为25-30%的丙酮和质量分数为10-15%碳酸钠溶液混合溶液中振荡清洗20-30分钟，使用清水冲洗后烘干，再用抛光剂进行化学抛光，抛光温度为40-50℃，抛光时间为40-45秒，抛光后迅速使用去离子水冲洗干净，并在70-80℃的真空干燥箱中干燥1-2小时；
（3）向步骤（1）制备得到的混合陶瓷粉料中加入质量分数为0.25-0.28%的有机硅树脂，进行真空球磨制备得到球磨浆，在氮气和氢气的等离子火焰下进行粉末雾化，喷涂在处理后的铝塑门窗上，冷凝后形成厚度为40-50微米的陶瓷涂层。
2.如权利要求1所述一种铝塑门窗的表面改性方法，其特征在于，步骤（1）所述氧化铝、氧化锆、氧化镁和氧化铍粉料粒径大小在400-500目之间。
3.如权利要求1所述一种铝塑门窗的表面改性方法，其特征在于，步骤（1）所述氧化硅、碳化硅和氧化硼粉料粒径大小在300-400目之间。
4.如权利要求1所述一种铝塑门窗的表面改性方法，其特征在于，步骤（1）所述化学抛光剂是由浓度为40-45%的磷酸溶液和浓度为15-20%的硝酸溶液按照1:3-4的比例混合制备的。
5.如权利要求1所述一种铝塑门窗的表面改性方法，其特征在于，步骤（3）所述氮气和氢气混合比例为5.0-5.5:1。
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| CN107075692A (zh) * | 2014-11-05 | 2017-08-18 | 瓦尔特公开股份有限公司 | 包含多层pvd涂层的切削工具 |
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