CN111235558B - 耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法 - Google Patents

耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)铝基材预处理：将铝基材在氢氧化钠水溶液中浸泡后再在硫酸水溶液中浸泡得到预处理铝基材；(2)助镀：将助镀液加热到80‑90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温，得到助镀铝基材；(3)活化：将助镀铝基材在盐酸水溶液中浸泡，得到活化铝基材；(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，静置60‑90分钟，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。本发明耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，方法简单易于实现，通过化学镀膜，得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，稳定性高，使用寿命长，具有广阔的应用前景。

Description

耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料，具体涉及一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法。
背景技术
铝及其合金材料由于其高的强度/重量比、易成型加工以及优异的物理、化学性能，在电子、电力、航空、化工、建材、交通等许多工业部门及日常生活中，得到广泛的应用。铝基材料本身耐磨性和耐腐蚀性不够，表面硬度低，常发生磨损腐蚀，外表光泽不能保持长久，在使用过程中易磨损或遭到腐蚀，从而减少使用寿命。总结起来，铝基常见的腐蚀形式主要有：点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、接触腐蚀和剥蚀，这些缺陷往往限制了铝及其合金在生产中的应用。因此需要对铝基材料进行表面处理，以提高材料的耐磨性和耐腐蚀性，增强其表面装饰效果，延长其使用寿命。
铝基复合材料通过表面处理，可以获得较高的强度，同时满足低碳轻质的环保要求，可以使铝基材料得到广泛应用。目前虽然已有很多研究工作者开发出了一些工艺简单、环保型、低成本金属活化浸镀液，能大大提高镀层结合力的预处理工艺，但大多还停留在实验室阶段，离大规模的工业应用还有很长一段距离
铝基的表面处理方法基本上可以分为氧化、电镀和涂层等。而氧化中的阳极氧化和化学氧化是目前最为常用的表面处理方法。然而，铝基在硫酸、磷酸、草酸等单一电解液中制备的阳极氧化膜的显微硬度普遍偏低，耐磨性和耐腐蚀性能较差，综合力学性能不高，无法满足工业生产的要求。因此需要探索一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，提高铝基材料的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，通过化学镀膜，得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，稳定性高，使用寿命长，具有广阔的应用前景。
本发明提供了一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在3-5wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡3-5分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在10-15wt％的硫酸水溶液中浸泡1-3分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到80-90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温4-8分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在18-22wt％的盐酸水溶液中浸泡4-8分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在70-80℃静置60-90分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠50-60g、铬酸钠10-20g、硅酸钠0.2-0.4g、硫酸镧0.02-0.2g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3g、柠檬酸8-12g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，再加入耐磨助剂2-4g，以500-800转/分搅拌10-20分钟，用8-12wt％硫酸水溶液调节pH为4-5，得到所述镀液。
优选地，所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3g、柠檬酸8-12g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，加入稳定剂水溶液0.2-2g，以100-300转/分搅拌3-5分钟，再加入耐磨助剂2-4g，以500-800转/分搅拌10-20分钟，用8-12wt％硫酸水溶液调节pH为4-5，得到所述镀液。
所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为5-10％。
所述稳定剂为聚乙烯醇和/或聚乙二醇。
优选地，所述稳定剂为聚乙烯醇和聚乙二醇的混合物，其中所述聚乙烯醇和聚乙二醇的质量比为1：(2-4)。
所述稀土金属盐为硫酸钇和/或硫酸钪。
优选地，所述稀土金属盐为硫酸钇和硫酸钪的混合物，所述硫酸钇和硫酸钪的质量比为(1-3)：(1-3)。
所述耐磨助剂为氮化硼或改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1-2份、羧甲基纤维素钠0.1-1份加入到50-60份水中，以100-300转/分搅拌8-12分钟后加入氮化硼40-50份，在20-30℃超声分散10-20分钟，超声功率30-40kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：(1-5)，球磨转速为400-600转/分，球磨4-8小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在60-70℃干燥40-60分钟，再在90-100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料，采用上述方法制备得到。
本发明耐磨耐腐蚀铝基复合材料及其制备方法，制备方法简单易于实现，通过化学镀膜，得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，稳定性高，使用寿命长，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。
实施例中所述铝基材为铝基2024，大小为50mm×50mm×2mm。
球磨机，采用长沙中晶化工机械有限公司生产的型号为PBM-40的卧式行星球磨机，具体球磨采用氧化锆球磨罐和直径6mm氧化锆球。
碳酸钠，CAS号：497-19-8，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
铬酸钠，CAS号：7775-11-3，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
硅酸钠，CAS号：1344-09-8，购买自天津希恩斯生化科技有限公司。
硫酸镧，CAS号：10099-60-2，购买自山东西亚化学工业有限公司。
硫酸镍，CAS号：7786-81-4，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
次磷酸钠，CAS号：10039-56-2，购买自天津希恩斯生化科技有限公司。
聚乙烯醇，采用聚乙烯醇1788，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
聚乙二醇，采用聚乙二醇400，购买自上海吉至生化科技有限公司。
硫酸钇，CAS号：7446-33-5，采用硫酸钇八水合物，购买自上海吉至生化科技有限公司。
硫酸钪，CAS号：52788-54-2，采用硫酸钪八水合物，购买自上海麦克林生化科技有限公司。
氮化硼，采用清河县渤钻金属材料有限公司生产的货号为NO-N-003-1DE氮化硼，平均粒径100nm。
四甲基氢氧化铵，CAS号：10424-65-4，采用四甲基氢氧化铵五水合物，购买自天津希恩斯生化科技有限公司。
羧甲基纤维素钠，9004-32-4，购买自上海迈瑞尔化学技术有限公司，粘度：300-800mPa.s。
实施例1
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稀土金属盐为硫酸钇。
所述耐磨助剂为氮化硼。
实施例2
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稀土金属盐为硫酸钇。
所述耐磨助剂改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1.5份、羧甲基纤维素钠0.5份加入到55份水中，以200转/分搅拌10分钟后加入氮化硼45份，在25℃超声分散15分钟，超声功率35kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：4，球磨转速为500转/分，球磨6小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在65℃干燥50分钟，再在100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
实施例3
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，加入稳定剂水溶液0.8g，以200转/分搅拌4分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为8％。
所述稳定剂为聚乙烯醇，所述稳定剂水溶液采用下述方法制备得到：将8g聚乙烯醇加入到92g水中，在90℃以200转/分搅拌60分钟，得到稳定剂水溶液。
所述稀土金属盐为硫酸钇。
所述耐磨助剂为改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1.5份、羧甲基纤维素钠0.5份加入到55份水中，以200转/分搅拌10分钟后加入氮化硼45份，在25℃超声分散15分钟，超声功率35kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：4，球磨转速为500转/分，球磨6小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在65℃干燥50分钟，再在100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
实施例4
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，加入稳定剂水溶液0.8g，以200转/分搅拌4分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为8％。
所述稳定剂为聚乙二醇。所述稳定剂水溶液采用下述方法制备得到：将聚乙二醇8g加入到92g水中，以200转/分搅拌10分钟，得到所述稳定剂水溶液。
所述稀土金属盐为硫酸钇。
所述耐磨助剂为改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1.5份、羧甲基纤维素钠0.5份加入到55份水中，以200转/分搅拌10分钟后加入氮化硼45份，在25℃超声分散15分钟，超声功率35kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：4，球磨转速为500转/分，球磨6小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在65℃干燥50分钟，再在100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
实施例5
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，加入稳定剂水溶液0.8g，以200转/分搅拌4分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为8％。
所述稳定剂为聚乙烯醇和聚乙二醇的混合物，其中所述聚乙烯醇和聚乙二醇的质量比为1：3。
所述稳定剂水溶液采用下述方法制备得到：将8g聚乙烯醇加入到92g水中，在90℃以200转/分搅拌60分钟，得到聚乙烯醇水溶液，将聚乙二醇8g加入到92g水中，以200转/分搅拌10分钟，得到聚乙二醇水溶液，将聚乙烯醇水溶液和聚乙二醇水溶液按质量比为1：3混合，以200转/分搅拌10分钟，得到所述稳定剂水溶液。
所述稀土金属盐为硫酸钇。
所述耐磨助剂为改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1.5份、羧甲基纤维素钠0.5份加入到55份水中，以200转/分搅拌10分钟后加入氮化硼45份，在25℃超声分散15分钟，超声功率35kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：4，球磨转速为500转/分，球磨6小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在65℃干燥50分钟，再在100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
实施例6
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，加入稳定剂水溶液0.8g，以200转/分搅拌4分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为8％。
所述稳定剂为聚乙烯醇和聚乙二醇的混合物，其中所述聚乙烯醇和聚乙二醇的质量比为1：3。
所述稳定剂水溶液采用下述方法制备得到：将8g聚乙烯醇加入到92g水中，在90℃以200转/分搅拌60分钟，得到聚乙烯醇水溶液，将聚乙二醇8g加入到92g水中，以200转/分搅拌10分钟，得到聚乙二醇水溶液，将聚乙烯醇水溶液和聚乙二醇水溶液按质量比为1：3混合，以200转/分搅拌10分钟，得到所述稳定剂水溶液。
所述稀土金属盐为硫酸钪。
所述耐磨助剂为改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1.5份、羧甲基纤维素钠0.5份加入到55份水中，以200转/分搅拌10分钟后加入氮化硼45份，在25℃超声分散15分钟，超声功率35kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：4，球磨转速为500转/分，球磨6小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在65℃干燥50分钟，再在100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
实施例7
耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在4wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡4分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在12wt％的硫酸水溶液中浸泡2分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到85℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温6分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在20wt％的盐酸水溶液中浸泡6分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在75℃静置80分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料。
所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠55g、铬酸钠15g、硅酸钠0.3g、硫酸镧0.1g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，得到所述助镀液。
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍25g、次磷酸钠25g、稀土金属盐2g、柠檬酸10g加入到1000g水中，以200转/分搅拌15分钟，加入稳定剂水溶液0.8g，以200转/分搅拌4分钟，再加入耐磨助剂3g，以600转/分搅拌15分钟，用10wt％硫酸水溶液调节pH为4.5，得到所述镀液。
所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为8％。
所述稳定剂为聚乙烯醇和聚乙二醇的混合物，其中所述聚乙烯醇和聚乙二醇的质量比为1：3。
所述稳定剂水溶液采用下述方法制备得到：将8g聚乙烯醇加入到92g水中，在90℃以200转/分搅拌60分钟，得到聚乙烯醇水溶液，将聚乙二醇8g加入到92g水中，以200转/分搅拌10分钟，得到聚乙二醇水溶液，将聚乙烯醇水溶液和聚乙二醇水溶液按质量比为1：3混合，以200转/分搅拌10分钟，得到所述稳定剂水溶液。
所述稀土金属盐为硫酸钇和硫酸钪的混合物。
所述硫酸钇和硫酸钪的质量比为1：1。
所述耐磨助剂为改性氮化硼。
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1.5份、羧甲基纤维素钠0.5份加入到55份水中，以200转/分搅拌10分钟后加入氮化硼45份，在25℃超声分散15分钟，超声功率35kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：4，球磨转速为500转/分，球磨6小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在65℃干燥50分钟，再在100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
测试例1
对实施例得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料的显微硬度、耐磨性进行测试，具体结果见表1。
氧化膜的显微硬度测试：采用FischerHM2000型显微硬度仪(德国菲希尔测试仪器有限公司生产)测试氧化膜的维氏硬度，荷载为500mN，加载时间为20s，平行试样的个数为3个，每个平行试样选取10个均匀分布的不同测试点进行测量，取平均值为试样的显微硬度。
采用摩擦磨损试验机(瑞士CSEM公司生产，型号THT07-135)研究氧化膜的耐磨性，在温度为25℃测试，摩擦小球为直径6mm的ZrO2陶瓷耐磨球，摩擦速度为4cm/s，载荷为5N，摩擦长度为8mm，为避免单次摩擦转数过多而造成阳极氧化膜磨穿和总摩擦转数过少而造成磨损量太少无法测量，所有试样均摩擦2次350转，记录摩擦试验前后的质量，按以下公式计算质量损失率：[(m1-m2)/m1]×100％，其中m1为摩擦试验前铝基材的质量，m2为摩擦试验后铝基材的质量。
表1耐腐蚀铝基型材硬度和耐磨性测试结果表
Figure BDA0002419968890000121
Figure BDA0002419968890000131
测试例2
对实施例得到的耐磨耐腐蚀铝基复合材料的耐腐蚀性进行测定。具体结果见表2。
耐腐蚀性测试：参照田连朋、左禹等《铝基阳极氧化膜醋酸镍封闭方法耐腐性研究》，腐蚀与防护，2006.27(2)，2.4节中的方法进行测试，具体如下：采用三电极体系，以饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，测试氧化膜在1mol/L NaCl酸性(pH＝3.0)溶液中的交流阻抗谱(测试信号为幅值10mV的正弦波，测量的频率由100kHz至0.01Hz，测试软件为Powersine)来评价氧化膜的耐蚀性能。通过向NaCl溶液中加入盐酸来调节pH值，测试温度为20℃。具体结果以频率为100HZ的阻抗值来评价氧化膜的耐腐蚀性能。
表2耐腐蚀铝基型材耐腐蚀性测试结果表
阻抗值，Ω/cm<sup>2</sup>
实施例1 1.12×10<sup>6</sup>
实施例2 1.64×10<sup>6</sup>
实施例3 1.88×10<sup>6</sup>
实施例4 1.92×10<sup>6</sup>
实施例5 2.34×10<sup>6</sup>
实施例6 2.27×10<sup>6</sup>
实施例7 2.91×10<sup>6</sup>
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)铝基材预处理：将铝基材在3-5wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡3-5分钟，取出用水冲洗，得到碱洗铝基材，将碱洗铝基材在10-15wt％的硫酸水溶液中浸泡1-3分钟，取出用水冲洗，沥干表面水分，得到预处理铝基材；
(2)助镀：将助镀液加热到80-90℃，将预处理铝基材浸入到助镀液中保温4-8分钟，取出，用水冲洗，得到助镀铝基材；
(3)活化：将助镀铝基材在18-22wt％的盐酸水溶液中浸泡4-8分钟，取出后用水冲洗，得到活化铝基材；
(4)施镀：将活化基材浸入镀液中，在70-80℃静置60-90分钟，取出后用水冲洗，得到耐磨耐腐蚀铝基复合材料；
所述镀液采用下述方法制备得到：将硫酸镍22-28g、次磷酸钠20-30g、稀土金属盐1-3g、柠檬酸8-12g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，加入稳定剂水溶液0.2-2g，以100-300转/分搅拌3-5分钟，再加入耐磨助剂2-4g，以500-800转/分搅拌10-20分钟，用8-12wt％硫酸水溶液调节pH为4-5，得到所述镀液；
所述稳定剂为聚乙烯醇和聚乙二醇的混合物，其中所述聚乙烯醇和聚乙二醇的质量比为1：(2-4)；
所述耐磨助剂为改性氮化硼；
所述改性氮化硼采用下述方法制备得到，其中份均为重量份：将四甲基氢氧化铵1-2份、羧甲基纤维素钠0.1-1份加入到50-60份水中，以100-300转/分搅拌8-12分钟后加入氮化硼40-50份，在20-30℃超声分散10-20分钟，超声功率30-40kHz，得到混合料，然后将混合料装入球磨罐进行球磨，采用氧化锆球，氮化硼和氧化锆球的质量比为1：(1-5)，球磨转速为400-600转/分，球磨4-8小时，得到球磨混合物，将球磨混合物在60-70℃干燥40-60分钟，再在90-100℃干燥至恒重，得到改性氮化硼。
2.如权利要求1所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述助镀液采用下述方法制备得到：将碳酸钠50-60g、铬酸钠10-20g、硅酸钠0.2-0.4g、硫酸镧0.02-0.2g加入到1000g水中，以100-300转/分搅拌10-20分钟，得到所述助镀液。
3.如权利要求1所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述稳定剂水溶液中稳定剂的质量分数为5-10％。
4.如权利要求1所述耐磨耐腐蚀铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述稀土金属盐为硫酸钇和/或硫酸钪。
5.一种耐磨耐腐蚀铝基复合材料，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项方法制备得到。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3782978A (en) * 1971-07-06 1974-01-01 Shipley Co Electroless nickel plating
CN85105647A (zh) * 1984-05-07 1987-01-28 希普莱有限公司 粒子尺寸减小之催化性金属
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