CN110042443A - 一种铝合金的环保型连续表面处理工艺 - Google Patents

一种铝合金的环保型连续表面处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，包括：以下几个步骤：①制备防腐抗氧涂剂；②制备防污耐侯涂剂；③对铝合金表面进行预处理；④对沉积电极进行预处理；⑤防腐抗氧涂层成型；⑥防污耐侯涂层成型；⑦制备NiCr防刮耐磨涂层。本发明提供的NiCr涂层制备工艺中，可以通过调节沉积电压、旋转速度、沉积时间等工艺参数来获得不同厚度NiCr涂层，本发明为制备NiCr涂层开辟了新思路，发展了高能微弧合金化技术的应用范围，开发了NiCr涂层制备的新途径，电极的导电材料溶渗进工件表面，形成合金层，从而制备出的涂层与基体具有冶金结合，结合力强，满足工作对于耐磨和抗氧化的双重防护需要。

Description

一种铝合金的环保型连续表面处理工艺
工艺领域
本发明属于金属表面处理技术领域，特别涉及一种铝合金的环保型连续表面处理工艺。
背景工艺
近年来，由于人们对环保要求越来越重视，过去相对比较成熟的电镀行业受环保等部门监管更严格，因此很多电镀行业正在寻求更加环保和环境友好的工艺技术代替目前的高污染的电镀工业；而随着科学技术的发展和信息产业的兴起，对材料的表面处理和表面精饰的要求也越来越高，其相应的表面处理技术也越来越丰富，也越来越受到人们的重视。
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、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
现在的，主要存在以下几个问题：
1、铝及其铝合金导电、导热性能优良，但是铝的耐磨性、耐高温性能不佳一直是表面工程科学需要解决的重要课题；目前铝合金的表面防护主要采用化学镀、电镀等手段在其 表面镀Cr来提高其耐磨和耐蚀性，但电镀过程中往往由于电镀工艺参数的控制不合理，造成镀层存在大量孔隙和空洞等缺陷，同时镀铬常使用铬酸即六价铬，铬酸毒性很大，且是致癌物质，已引起人们的广泛关注，因此目前人们希望通过其余表面处理手段对铝表面进行强化或者进行表面合金化处理提高其耐磨性和防刮性能。
2、现有的铝合金其抗氧化、防腐蚀能力有待提高。
3、现有的铝合金其耐污性和耐候性有限，而高含氟量氟碳树脂类表面处理剂的具有极佳的耐污性和耐候性，但会损害铝合金的焊接性能，影响后道加工。因此，提高铝合金的自清洁性能与耐候性，同时不影响其焊接性能，可以极大提高铝合金的附加值，具有良好的经济与社会效益。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其通过调节沉积电压、旋转速度、沉积时间等工艺参数来获得不同厚度NiCr涂层，本发明为制备NiCr涂层开辟了新思路，发展了高能微弧合金化技术的应用范围，开发了NiCr涂层制备的新途径，电极的导电材料溶渗进工件表面，形成合金层，从而制备出的涂层与基体具有冶金结合，结合力强，满足工作对于耐磨和抗氧化的双重防护需要。防腐抗氧涂剂在铝合金表面的使用使得铝合金的防腐性和抗氧性得到较大提升。防污耐侯涂剂中采用聚丙烯酸酯类或低含量氟碳树脂类化合物为表面处理剂基料，使制备的薄膜表面处理剂不影响复合薄膜材料的焊接性能；同时，又加入改性助剂，使制备的薄膜表面处理剂可提高复合薄膜材料的耐污性和耐候性，从而使复合薄膜材料不仅可进行后续的焊接加工，而且其表面性能好，具有防污自洁和耐候性，使用寿命长，具有良好的经济与社会效益。
工艺方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，包括：以下几个步骤：
① 制备防腐抗氧涂剂；
② 制备防污耐侯涂剂；
③ 对铝合金表面进行预处理：将基体铝合金表面经400～1200#砂纸逐级打磨30min，将打磨后的铝合金在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后干燥晾干；
④ 对沉积电极进行预处理：将纯Ni和纯Cr加工成圆形棒材作为电极材料，然后将加工后的Ni棒和Cr棒在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后进行晾干处理；
⑤ 防腐抗氧涂层成型：将防腐抗氧涂剂升温至63.5℃，将经过预处理后的基体铝合金置入防腐抗氧涂剂中25分钟后拿出，静置30~40min，此时基体铝合金表面形成了一层防腐抗氧涂层；
⑥ 防污耐侯涂层成型：将经过防腐抗氧剂处理后的基体铝合金表面围绕着喷涂一层防污耐侯涂剂，防污耐侯涂剂完全覆盖基体铝合金表面后停止喷涂，并静置20~30min，此时基体铝合金表面形成了一层防污耐侯涂层；
⑦ 制备NiCr防刮耐磨涂层：采用高能微弧合金化方法，将预先处理好的纯Ni棒和纯Cr棒沉积电极材料分别作为旋转电极，经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金作为阴极；先选用Ni作为沉积电极，在惰性气体氩气保护下在铜合金表面先沉积一层Ni；然后将再将Cr作为沉积电极，同样在氩气保护下进行沉积，在沉积过程中通过调节电极的旋转速度、沉积过程中的电压、频率、脉宽、占空比和沉积时间，从而基体铝合金形成一定成分和厚度的 NiCr涂层。
本发明采用纯Ni和纯Cr作为电极，在氩气气氛保护下采用高能微弧合金化技术，在铝合金表面制备Ni层，再同样在氩气保护下进行沉积Cr层，原位生成不同比例的NiCr涂层；另外还可以直接利用NiCr合金，在铝合金表面获得预先成分一定的NiCr合金层。
本发明中所述的防腐抗氧涂剂由以下重量份配比而成：
乙二酸：20~30份；
钼酸钠：5~7份；
氟化氢钠：4~10份；
磷酸三乙酯：3~7份；
焦磷酸钠：3~5份；
十二烷基三甲基硫酸铵：2~6份；
二烷基苯磺酸钙：2~4份。
本发明中所述的防腐抗氧涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 将乙二酸、氟化氢钠、焦磷酸钠与十二烷基三甲基硫酸铵依次投放到搅拌机中，在55℃~65℃下充分混合搅拌20-30min；
② 在搅拌机中加入钼酸钠、磷酸三乙酯和二烷基苯磺酸钙，温度降为45℃~55℃，再次搅拌1~1.5h，制得所述防腐抗氧涂剂。
本发明中所述的防腐抗氧涂剂在铝合金表面的使用使得铝合金的防腐性和抗氧性得到较大提升。
本发明中所述的防污耐侯涂剂由以下重量份配比而成：
聚甲基丙烯酸甲酯：30~40份；
聚偏二氟乙烯：30~40份；
丁酮：10~20份；
二甲基甲酰胺：10~20份；
稀释剂 ：10~20份；
纳米二氧化钛：0.1~1.5份；
纳米氧化锌：0.1~1.5份；
气相二氧化硅：0.1~2.0份；
流平手感剂：0.2~1.5份；
消泡剂：0.5~2.0份；
高分子分散剂：0.01~0.2份。
本发明中所述的防污耐侯涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 向聚合反应釜中加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、丁酮和二甲基甲酰胺，在600~800r/min的搅拌速度下搅拌使之稀释分散，升温至55℃；
② 滴加稀释剂，在搅拌速度为300~400r/min的状态下继续搅拌0.5~1h；
③ 将聚合反应釜的温度升至65~70℃，加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌和气相二氧化硅，保温反应1h；
④ 向聚合反应釜中滴加高分子分散剂，1~3h滴加完毕后，升温至75~78℃，继续反应1h；
⑤ 降温至50℃，将消泡剂和流平手感剂加入到聚合反应釜中，搅拌0.5h，制得所述离型剂。
本发明中所述的稀释剂为甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮或四氢呋喃中的一种或两种以上的混合溶液；所述纳米二氧化钛的粒径为5~10nm。
本发明中所述的防污耐侯涂剂中采用聚丙烯酸酯类或低含量氟碳树脂类化合物为表面处理剂基料，使制备的薄膜表面处理剂不影响复合薄膜材料的焊接性能；同时，又加入改性助剂，使制备的薄膜表面处理剂可提高复合薄膜材料的耐污性和耐候性，从而使复合薄膜材料不仅可进行后续的焊接加工，而且其表面性能好，具有防污自洁和耐候性，使用寿命长，具有良好的经济与社会效益。
本发明中所述的NiCr涂层的制备过程中先在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金上表面沉积Ni，此时主要控制参数为：采用单项交流电源，沉积电压为80V，频率为300Hz，脉宽为200μs，占空比为40％，电极旋转速度为1000r/ min，沉积时间为1~15min可调，从而控制基体铝合金表面沉积的Ni量，然后继续沉积Cr，采用相同的工艺参数进行，沉积时间从1~15min可调节，从而控制在基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的 NiCr涂层。
本发明中所述的NiCr涂层的制备过程中进行电压、频率、脉宽、占空比的参数正交调节；其设定电压范围60~90V，频率为200~400Hz，脉宽为200~300μs，占空比为20~50％，电机旋转速度800~4000r/min，沉积时间1~15min；在沉积过程通过选择一个工艺参数作为变量，恒定其余工艺参数，从而控制在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的NiCr涂层。
本发明提供的NiCr涂层制备工艺中，可以通过调节沉积电压、旋转速度、沉积时间等工艺参数来获得不同厚度NiCr涂层，本发明为制备NiCr涂层开辟了新思路，发展了高能微弧合金化技术的应用范围，开发了NiCr涂层制备的新途径，电极的导电材料溶渗进工件表面，形成合金层，从而制备出的涂层与基体具有冶金结合，结合力强，满足工作对于耐磨和抗氧化的双重防护需要。
本发明中所述的氩气的气体流量为3-15L/min。
上述工艺方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、 本发明提供的NiCr涂层制备工艺中，可以通过调节沉积电压、旋转速度、沉积时间等工艺参数来获得不同厚度NiCr涂层，本发明为制备NiCr涂层开辟了新思路，发展了高能微弧合金化技术的应用范围，开发了NiCr涂层制备的新途径，电极的导电材料溶渗进工件表面，形成合金层，从而制备出的涂层与基体具有冶金结合，结合力强，满足工作对于耐磨和抗氧化的双重防护需要。
2、防腐抗氧涂剂在铝合金表面的使用使得铝合金的防腐性和抗氧性得到较大提升。
3、防污耐侯涂剂中采用聚丙烯酸酯类或低含量氟碳树脂类化合物为表面处理剂基料，使制备的薄膜表面处理剂不影响复合薄膜材料的焊接性能；同时，又加入改性助剂，使制备的薄膜表面处理剂可提高复合薄膜材料的耐污性和耐候性，从而使复合薄膜材料不仅可进行后续的焊接加工，而且其表面性能好，具有防污自洁和耐候性，使用寿命长，具有良好的经济与社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，包括以下几个步骤：
① 制备防腐抗氧涂剂；
② 制备防污耐侯涂剂；
③ 对铝合金表面进行预处理：将基体铝合金表面经400～1200#砂纸逐级打磨30min，将打磨后的铝合金在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后干燥晾干；
④ 对沉积电极进行预处理：将纯Ni和纯Cr加工成圆形棒材作为电极材料，然后将加工后的Ni棒和Cr棒在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后进行晾干处理；
⑤ 防腐抗氧涂层成型：将防腐抗氧涂剂升温至63.5℃，将经过预处理后的基体铝合金置入防腐抗氧涂剂中25分钟后拿出，静置30~40min，此时基体铝合金表面形成了一层防腐抗氧涂层；
⑥ 防污耐侯涂层成型：将经过防腐抗氧剂处理后的基体铝合金表面围绕着喷涂一层防污耐侯涂剂，防污耐侯涂剂完全覆盖基体铝合金表面后停止喷涂，并静置20min，此时基体铝合金表面形成了一层防污耐侯涂层。
⑦ 制备NiCr防刮耐磨涂层：采用高能微弧合金化方法，将预先处理好的纯Ni棒和纯Cr棒沉积电极材料分别作为旋转电极，经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金作为阴极；先选用Ni作为沉积电极，在惰性气体氩气保护下在铜合金表面先沉积一层Ni；然后将再将Cr作为沉积电极，同样在氩气保护下进行沉积，在沉积过程中通过调节电极的旋转速度、沉积过程中的电压、频率、脉宽、占空比和沉积时间，从而基体铝合金形成一定成分和厚度的 NiCr涂层。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂由以下重量份配比而成：
乙二酸：20份；
钼酸钠：5份；
氟化氢钠：4份；
磷酸三乙酯：3份；
焦磷酸钠：3份；
十二烷基三甲基硫酸铵：2份；
二烷基苯磺酸钙：2份。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 将乙二酸、氟化氢钠、焦磷酸钠与十二烷基三甲基硫酸铵依次投放到搅拌机中，在55℃下充分混合搅拌20min；
② 在搅拌机中加入钼酸钠、磷酸三乙酯和二烷基苯磺酸钙，温度降为45℃，再次搅拌1，制得所述防腐抗氧涂剂。
进一步地，所述防污耐侯涂剂由以下重量份配比而成：
聚甲基丙烯酸甲酯：30份；
聚偏二氟乙烯：30份；
丁酮：10份；
二甲基甲酰胺：10份；
稀释剂 ：10份；
纳米二氧化钛：0.1份；
纳米氧化锌：0.1份；
气相二氧化硅：0.1份；
流平手感剂：0.2份；
消泡剂：0.5份；
高分子分散剂：0.01份。
进一步地，所述防污耐侯涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 向聚合反应釜中加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、丁酮和二甲基甲酰胺，在600r/min的搅拌速度下搅拌使之稀释分散，升温至55℃；
② 滴加稀释剂，在搅拌速度为300r/min的状态下继续搅拌0.5h；
③ 将聚合反应釜的温度升至65℃，加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌和气相二氧化硅，保温反应1h；
④ 向聚合反应釜中滴加高分子分散剂，1h滴加完毕后，升温至75℃，继续反应1h；
⑤ 降温至50℃，将消泡剂和流平手感剂加入到聚合反应釜中，搅拌0.5h，制得所述离型剂。
进一步地，所述稀释剂为甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮或四氢呋喃中的一种或两种以上的混合溶液；所述纳米二氧化钛的粒径为5nm。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中先在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金上表面沉积Ni，此时主要控制参数为：采用单项交流电源，沉积电压为80V，频率为300Hz，脉宽为200μs，占空比为40％，电极旋转速度为1000r/ min，沉积时间为1min，从而控制基体铝合金表面沉积的Ni量，然后继续沉积Cr，采用相同的工艺参数进行，沉积时间从1min，从而控制在基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的 NiCr涂层。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中进行电压、频率、脉宽、占空比的参数正交调节；其设定电压范围60V，频率为200Hz，脉宽为200μs，占空比为20％，电机旋转速度为800r/min，沉积时间1min；在沉积过程通过选择一个工艺参数作为变量，恒定其余工艺参数，从而控制在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的NiCr涂层。
进一步地，所述氩气的气体流量为3L/min。
实施例2
一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，包括以下几个步骤：
① 制备防腐抗氧涂剂；
② 制备防污耐侯涂剂；
③ 对铝合金表面进行预处理：将基体铝合金表面经400～1200#砂纸逐级打磨30min，将打磨后的铝合金在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后干燥晾干；
④ 对沉积电极进行预处理：将纯Ni和纯Cr加工成圆形棒材作为电极材料，然后将加工后的Ni棒和Cr棒在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后进行晾干处理；
⑤ 防腐抗氧涂层成型：将防腐抗氧涂剂升温至63.5℃，将经过预处理后的基体铝合金置入防腐抗氧涂剂中25分钟后拿出，静置40min，此时基体铝合金表面形成了一层防腐抗氧涂层；
⑥ 防污耐侯涂层成型：将经过防腐抗氧剂处理后的基体铝合金表面围绕着喷涂一层防污耐侯涂剂，防污耐侯涂剂完全覆盖基体铝合金表面后停止喷涂，并静置30min，此时基体铝合金表面形成了一层防污耐侯涂层。
⑦ 制备NiCr防刮耐磨涂层：采用高能微弧合金化方法，将预先处理好的纯Ni棒和纯Cr棒沉积电极材料分别作为旋转电极，经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金作为阴极；先选用Ni作为沉积电极，在惰性气体氩气保护下在铜合金表面先沉积一层Ni；然后将再将Cr作为沉积电极，同样在氩气保护下进行沉积，在沉积过程中通过调节电极的旋转速度、沉积过程中的电压、频率、脉宽、占空比和沉积时间，从而基体铝合金形成一定成分和厚度的 NiCr涂层。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂由以下重量份配比而成：
乙二酸： 30份；
钼酸钠：7份；
氟化氢钠：10份；
磷酸三乙酯：7份；
焦磷酸钠：5份；
十二烷基三甲基硫酸铵：6份；
二烷基苯磺酸钙：4份。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 将乙二酸、氟化氢钠、焦磷酸钠与十二烷基三甲基硫酸铵依次投放到搅拌机中，在65℃下充分混合搅拌30min；
② 在搅拌机中加入钼酸钠、磷酸三乙酯和二烷基苯磺酸钙，温度降为55℃，再次搅拌1.5h，制得所述防腐抗氧涂剂。
进一步地，所述防污耐侯涂剂由以下重量份配比而成：
聚甲基丙烯酸甲酯：40份；
聚偏二氟乙烯：40份；
丁酮：20份；
二甲基甲酰胺：20份；
稀释剂 ：20份；
纳米二氧化钛：1.5份；
纳米氧化锌： 1.5份；
气相二氧化硅： 2.0份；
流平手感剂： 1.5份；
消泡剂： 2.0份；
高分子分散剂： 0.2份。
进一步地，所述防污耐侯涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 向聚合反应釜中加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、丁酮和二甲基甲酰胺，在800r/min的搅拌速度下搅拌使之稀释分散，升温至55℃；
② 滴加稀释剂，在搅拌速度为400r/min的状态下继续搅拌1h；
③ 将聚合反应釜的温度升至70℃，加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌和气相二氧化硅，保温反应1h；
④ 向聚合反应釜中滴加高分子分散剂， 3h滴加完毕后，升温至78℃，继续反应1h；
⑤ 降温至50℃，将消泡剂和流平手感剂加入到聚合反应釜中，搅拌0.5h，制得所述离型剂。
进一步地，所述稀释剂为甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮或四氢呋喃中的一种或两种以上的混合溶液；所述纳米二氧化钛的粒径为10nm。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中先在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金上表面沉积Ni，此时主要控制参数为：采用单项交流电源，沉积电压为80V，频率为300Hz，脉宽为200μs，占空比为40％，电极旋转速度为1000r/ min，沉积时间为15min可调，从而控制基体铝合金表面沉积的Ni量，然后继续沉积Cr，采用相同的工艺参数进行，沉积时间从15min可调节，从而控制在基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的 NiCr涂层。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中进行电压、频率、脉宽、占空比的参数正交调节；其设定电压范围90V，频率为400Hz，脉宽为300μs，占空比为50％，电机旋转速度为4000r/min，沉积时间15min；在沉积过程通过选择一个工艺参数作为变量，恒定其余工艺参数，从而控制在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的NiCr涂层。
进一步地，所述氩气的气体流量为15L/min。
实施例3
一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，包括以下几个步骤：
① 制备防腐抗氧涂剂；
② 制备防污耐侯涂剂；
③ 对铝合金表面进行预处理：将基体铝合金表面经400～1200#砂纸逐级打磨30min，将打磨后的铝合金在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后干燥晾干；
④ 对沉积电极进行预处理：将纯Ni和纯Cr加工成圆形棒材作为电极材料，然后将加工后的Ni棒和Cr棒在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后进行晾干处理；
⑤ 防腐抗氧涂层成型：将防腐抗氧涂剂升温至63.5℃，将经过预处理后的基体铝合金置入防腐抗氧涂剂中25分钟后拿出，静置35min，此时基体铝合金表面形成了一层防腐抗氧涂层；
⑥ 防污耐侯涂层成型：将经过防腐抗氧剂处理后的基体铝合金表面围绕着喷涂一层防污耐侯涂剂，防污耐侯涂剂完全覆盖基体铝合金表面后停止喷涂，并静置25min，此时基体铝合金表面形成了一层防污耐侯涂层。
⑦ 制备NiCr防刮耐磨涂层：采用高能微弧合金化方法，将预先处理好的纯Ni棒和纯Cr棒沉积电极材料分别作为旋转电极，经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金作为阴极；先选用Ni作为沉积电极，在惰性气体氩气保护下在铜合金表面先沉积一层Ni；然后将再将Cr作为沉积电极，同样在氩气保护下进行沉积，在沉积过程中通过调节电极的旋转速度、沉积过程中的电压、频率、脉宽、占空比和沉积时间，从而基体铝合金形成一定成分和厚度的 NiCr涂层。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂由以下重量份配比而成：
乙二酸：25份；
钼酸钠：6份；
氟化氢钠：7份；
磷酸三乙酯：5份；
焦磷酸钠：4份；
十二烷基三甲基硫酸铵：4份；
二烷基苯磺酸钙：3份。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 将乙二酸、氟化氢钠、焦磷酸钠与十二烷基三甲基硫酸铵依次投放到搅拌机中，在60℃下充分混合搅拌25min；
② 在搅拌机中加入钼酸钠、磷酸三乙酯和二烷基苯磺酸钙，温度降为50℃，再次搅拌1.25h，制得所述防腐抗氧涂剂。
进一步地，所述防污耐侯涂剂由以下重量份配比而成：
聚甲基丙烯酸甲酯：35份；
聚偏二氟乙烯：35份；
丁酮：15份；
二甲基甲酰胺：15份；
稀释剂 ：15份；
纳米二氧化钛：0.8份；
纳米氧化锌：0.8份；
气相二氧化硅：1.1份；
流平手感剂：0.9份；
消泡剂：1.2份；
高分子分散剂：0.1份。
进一步地，所述防污耐侯涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 向聚合反应釜中加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、丁酮和二甲基甲酰胺，在700r/min的搅拌速度下搅拌使之稀释分散，升温至55℃；
② 滴加稀释剂，在搅拌速度为350r/min的状态下继续搅拌0.75h；
③ 将聚合反应釜的温度升至68℃，加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌和气相二氧化硅，保温反应1h；
④ 向聚合反应釜中滴加高分子分散剂，2h滴加完毕后，升温至76℃，继续反应1h；
⑤ 降温至50℃，将消泡剂和流平手感剂加入到聚合反应釜中，搅拌0.5h，制得所述离型剂。
进一步地，所述稀释剂为甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮或四氢呋喃中的一种或两种以上的混合溶液；所述纳米二氧化钛的粒径为7nm。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中先在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金上表面沉积Ni，此时主要控制参数为：采用单项交流电源，沉积电压为80V，频率为300Hz，脉宽为200μs，占空比为40％，电极旋转速度为1000r/ min，沉积时间为8min可调，从而控制基体铝合金表面沉积的Ni量，然后继续沉积Cr，采用相同的工艺参数进行，沉积时间从8min可调节，从而控制在基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的 NiCr涂层。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中进行电压、频率、脉宽、占空比的参数正交调节；其设定电压范围75V，频率为300Hz，脉宽为250μs，占空比为35％，电机旋转速度为2400r/min，沉积时间8min；在沉积过程通过选择一个工艺参数作为变量，恒定其余工艺参数，从而控制在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的NiCr涂层。
进一步地，所述氩气的气体流量为9L/min。
实施例4
一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，包括以下几个步骤：
① 制备防腐抗氧涂剂；
② 制备防污耐侯涂剂；
③ 对铝合金表面进行预处理：将基体铝合金表面经400～1200#砂纸逐级打磨30min，将打磨后的铝合金在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后干燥晾干；
④ 对沉积电极进行预处理：将纯Ni和纯Cr加工成圆形棒材作为电极材料，然后将加工后的Ni棒和Cr棒在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后进行晾干处理；
⑤ 防腐抗氧涂层成型：将防腐抗氧涂剂升温至63.5℃，将经过预处理后的基体铝合金置入防腐抗氧涂剂中25分钟后拿出，静置30min，此时基体铝合金表面形成了一层防腐抗氧涂层；
⑥ 防污耐侯涂层成型：将经过防腐抗氧剂处理后的基体铝合金表面围绕着喷涂一层防污耐侯涂剂，防污耐侯涂剂完全覆盖基体铝合金表面后停止喷涂，并静置30min，此时基体铝合金表面形成了一层防污耐侯涂层。
⑦ 制备NiCr防刮耐磨涂层：采用高能微弧合金化方法，将预先处理好的纯Ni棒和纯Cr棒沉积电极材料分别作为旋转电极，经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金作为阴极；先选用Ni作为沉积电极，在惰性气体氩气保护下在铜合金表面先沉积一层Ni；然后将再将Cr作为沉积电极，同样在氩气保护下进行沉积，在沉积过程中通过调节电极的旋转速度、沉积过程中的电压、频率、脉宽、占空比和沉积时间，从而基体铝合金形成一定成分和厚度的 NiCr涂层。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂由以下重量份配比而成：
乙二酸：20份；
钼酸钠： 7份；
氟化氢钠：4份；
磷酸三乙酯： 7份；
焦磷酸钠：3份；
十二烷基三甲基硫酸铵： 6份；
二烷基苯磺酸钙：2份。
进一步地，所述防腐抗氧涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 将乙二酸、氟化氢钠、焦磷酸钠与十二烷基三甲基硫酸铵依次投放到搅拌机中，在65℃下充分混合搅拌25min；
② 在搅拌机中加入钼酸钠、磷酸三乙酯和二烷基苯磺酸钙，温度降为45℃，再次搅拌1.5h，制得所述防腐抗氧涂剂。
进一步地，所述防污耐侯涂剂由以下重量份配比而成：
聚甲基丙烯酸甲酯：30份；
聚偏二氟乙烯： 40份；
丁酮：10份；
二甲基甲酰胺： 20份；
稀释剂 ：10份；
纳米二氧化钛： 1.5份；
纳米氧化锌： 1.5份；
气相二氧化硅：0.1份；
流平手感剂：0.2份；
消泡剂： 2.0份；
高分子分散剂： 0.2份。
进一步地，所述防污耐侯涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 向聚合反应釜中加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、丁酮和二甲基甲酰胺，在600r/min的搅拌速度下搅拌使之稀释分散，升温至55℃；
② 滴加稀释剂，在搅拌速度为400r/min的状态下继续搅拌0.5h；
③ 将聚合反应釜的温度升至70℃，加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌和气相二氧化硅，保温反应1h；
④ 向聚合反应釜中滴加高分子分散剂，1h滴加完毕后，升温至78℃，继续反应1h；
⑤ 降温至50℃，将消泡剂和流平手感剂加入到聚合反应釜中，搅拌0.5h，制得所述离型剂。
进一步地，所述稀释剂为甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮或四氢呋喃中的一种或两种以上的混合溶液；所述纳米二氧化钛的粒径为5nm。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中先在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金上表面沉积Ni，此时主要控制参数为：采用单项交流电源，沉积电压为80V，频率为300Hz，脉宽为200μs，占空比为40％，电极旋转速度为1000r/ min，沉积时间为15min，从而控制基体铝合金表面沉积的Ni量，然后继续沉积Cr，采用相同的工艺参数进行，沉积时间为1min，从而控制在基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的 NiCr涂层。
进一步地，所述NiCr涂层的制备过程中进行电压、频率、脉宽、占空比的参数正交调节；其设定电压范围60V，频率为400Hz，脉宽为200μs，占空比为50％，电机旋转速度为800r/min，沉积时间15min；在沉积过程通过选择一个工艺参数作为变量，恒定其余工艺参数，从而控制在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的NiCr涂层。
进一步地，所述氩气的气体流量为3L/min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本工艺领域的普通工艺人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：包括：以下几个步骤：
① 制备防腐抗氧涂剂；
② 制备防污耐侯涂剂；
③ 对铝合金表面进行预处理：将基体铝合金表面经400～1200#砂纸逐级打磨30min，将打磨后的铝合金在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后干燥晾干；
④ 对沉积电极进行预处理：将纯Ni和纯Cr加工成圆形棒材作为电极材料，然后将加工后的Ni棒和Cr棒在丙酮溶液中进行超声波辅助除油清洗，然后进行晾干处理；
⑤ 防腐抗氧涂层成型：将防腐抗氧涂剂升温至63.5℃，将经过预处理后的基体铝合金置入防腐抗氧涂剂中25分钟后拿出，静置30~40min，此时基体铝合金表面形成了一层防腐抗氧涂层；
⑥ 防污耐侯涂层成型：将经过防腐抗氧剂处理后的基体铝合金表面围绕着喷涂一层防污耐侯涂剂，防污耐侯涂剂完全覆盖基体铝合金表面后停止喷涂，并静置20~30min，此时基体铝合金表面形成了一层防污耐侯涂层；
⑦ 制备NiCr防刮耐磨涂层：采用高能微弧合金化方法，将预先处理好的纯Ni棒和纯Cr棒沉积电极材料分别作为旋转电极，经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金作为阴极；先选用Ni作为沉积电极，在惰性气体氩气保护下在铜合金表面先沉积一层Ni；然后将再将Cr作为沉积电极，同样在氩气保护下进行沉积，在沉积过程中通过调节电极的旋转速度、沉积过程中的电压、频率、脉宽、占空比和沉积时间，从而基体铝合金形成一定成分和厚度的 NiCr涂层。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述防腐抗氧涂剂由以下重量份配比而成：
乙二酸：20~30份；
钼酸钠：5~7份；
氟化氢钠：4~10份；
磷酸三乙酯：3~7份；
焦磷酸钠：3~5份；
十二烷基三甲基硫酸铵：2~6份；
二烷基苯磺酸钙：2~4份。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述防腐抗氧涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 将乙二酸、氟化氢钠、焦磷酸钠与十二烷基三甲基硫酸铵依次投放到搅拌机中，在55℃~65℃下充分混合搅拌20~30min；
② 在搅拌机中加入钼酸钠、磷酸三乙酯和二烷基苯磺酸钙，温度降为45℃~55℃，再次搅拌1~1.5h，制得所述防腐抗氧涂剂。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述防污耐侯涂剂由以下重量份配比而成：
聚甲基丙烯酸甲酯：30~40份；
聚偏二氟乙烯：30~40份；
丁酮：10~20份；
二甲基甲酰胺：10~20份；
稀释剂 ：10~20份；
纳米二氧化钛：0.1~1.5份；
纳米氧化锌：0.1~1.5份；
气相二氧化硅：0.1~2.0份；
流平手感剂：0.2~1.5份；
消泡剂：0.5~2.0份；
高分子分散剂：0.01~0.2份。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述防污耐侯涂剂的制备方法包括以下步骤：
① 向聚合反应釜中加入聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、丁酮和二甲基甲酰胺，在600~800r/min的搅拌速度下搅拌使之稀释分散，升温至55℃；
② 滴加稀释剂，在搅拌速度为300~400r/min的状态下继续搅拌0.5~1h；
③ 将聚合反应釜的温度升至65~70℃，加入纳米二氧化钛和纳米氧化锌和气相二氧化硅，保温反应1h；
④ 向聚合反应釜中滴加高分子分散剂，1~3h滴加完毕后，升温至75~78℃，继续反应1h；
⑤ 降温至50℃，将消泡剂和流平手感剂加入到聚合反应釜中，搅拌0.5h，制得所述离型剂。
6.根据权利要求5所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述稀释剂为甲苯、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、丙酮或四氢呋喃中的一种或两种以上的混合溶液；所述纳米二氧化钛的粒径为5~10nm。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述NiCr涂层的制备过程中先在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金上表面沉积Ni，此时主要控制参数为：采用单项交流电源，沉积电压为80V，频率为300Hz，脉宽为200μs，占空比为40％，电极旋转速度为1000r/ min，沉积时间为1~15min可调，从而控制基体铝合金表面沉积的Ni量，然后继续沉积Cr，采用相同的工艺参数进行，沉积时间从1~15min可调节，从而控制在基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的 NiCr涂层。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述NiCr涂层的制备过程中进行电压、频率、脉宽、占空比的参数正交调节；其设定电压范围60~90V，频率为200~400Hz，脉宽为200~300μs，占空比为20~50％，电机旋转速度为800~4000r/min，沉积时间1~15min；在沉积过程通过选择一个工艺参数作为变量，恒定其余工艺参数，从而控制在经防腐抗氧涂剂和防污耐侯涂剂处理后的基体铝合金表面获得不同Ni/Cr含量的NiCr涂层。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金的环保型连续表面处理工艺，其特征在于：所述氩气的气体流量为3~15L/min。
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