CN113070466B - 一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法 - Google Patents

一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，属于铝合金压铸技术领域，本发明可以通过在夹层的防腐剂层中预埋入多个均匀分布的修复胶囊，然后在成型过程中触发化学发泡反应，在防腐剂内形成气泡并在加热的过程中分解产生大量气体，从而形成连续的多孔隙结构，同时修复胶囊作为骨料起到对多孔隙结构的支撑和补强作用，同时提高防腐剂层的强度和抗震性，在铝合金压铸件表面受到损伤后，在防腐剂层的多孔隙结构特点下，外界的空气与修复胶囊接触，然后由修复胶囊代替铝合金压铸件发生氧化反应，并产生热量触发愈合动作，对铝合金压铸件表面受到的损伤进行修复，避免与外界环境直接接触，从而保障铝合金压铸件的防腐蚀性能。

Description

一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法
技术领域
本发明涉及铝合金压铸技术领域，更具体地说，涉及一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法。
背景技术
压铸件是一种压力铸造的零件，是使用装好铸件模具的压力铸造机械压铸机，将加热为液态的铜、锌、铝或铝合金等金属浇入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出模具限制的形状和尺寸的铜、锌、铝零件或铝合金零件，这样的零件通常就被叫做压铸件。压铸件在不同的地方有不同的叫法，如压铸零件、压力铸件、压铸件、压铸铝、压铸锌件、压铸铜件、铜压铸件、锌压铸件、铝压铸件铝压铸件、铝压合金铸件、铝合金压铸零件等。
铝合金压铸类产品主要用于电子、汽车、电机、家电和一些通讯行业等，一些高性能、高精度、高韧性的优质铝合金产品也被用于大型飞机、船舶等要求比较高的行业中。主要的用途还是在一些器械的零件上。
但是，铝合金压铸件具有固有的或不可避免的铸造缺陷，如易产生气孔、砂眼等，这会破坏压铸件的表面质量，造成良品率低，不利于其后续加工，因此，需要对铝合金压铸件进行一些表面处理，对铝及其合金进行表面处理产生的氧化膜具有装饰效果、防护性能和特殊功能，可以改善铝及其合金导电、导热、耐磨、耐腐蚀以及光学性能等。
然而铝合金压铸件在日常的使用过程中难免会出现划痕或者磨损之类的损伤，在表面出现损伤后会导致氧化膜和保护性涂层出现裂痕，导致铝合金压铸件的耐腐蚀性能显著降低，很容易被空气中的氧气氧化。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，可以通过在夹层的防腐剂层中预埋入多个均匀分布的修复胶囊，然后在成型过程中触发化学发泡反应，在防腐剂内形成气泡并在加热的过程中分解产生大量气体，从而形成连续的多孔隙结构，同时修复胶囊作为骨料起到对多孔隙结构的支撑和补强作用，同时提高防腐剂层的强度和抗震性，在铝合金压铸件表面受到损伤后，在防腐剂层的多孔隙结构特点下，外界的空气与修复胶囊接触，然后由修复胶囊代替铝合金压铸件发生氧化反应，并产生热量触发愈合动作，对铝合金压铸件表面受到的损伤进行修复，避免与外界环境直接接触，从而保障铝合金压铸件的防腐蚀性能。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、将铝合金压铸件表面进行水洗，去除生产过程中铝合金压铸件表面残留的灰尘和粉末，水洗后对铝合金压铸件表面进行去毛刺抛光打磨；
S2、对压铸铝合金进行抛丸处理，脱去压铸件表面氧化皮，抛丸结束后，用超声设备对其进行超声清洗；
S3、将铝合金压铸件浸泡在碱性溶液内，然后用去离子水进行清洗，结束后进行喷砂处理；
S4、在铝合金压铸件表面电镀一层镀膜，然后在镀膜上涂覆一层掺有磁性材料的防腐剂，并均匀埋入多个均匀分布的修复胶囊；
S5、待防腐剂冷却固化后，再进行电泳涂装形成涂层，然后烘干包装。
进一步的，所述步骤S3中碱性溶液为质量分数为10-15％的氢氧化钠溶液，浸泡时间为15-30min。
进一步的，所述步骤S4中的修复胶囊包括空心内囊、多个氧化替代块以及损伤修复块，且氧化替代块和损伤修复块交错分布于空心内囊的外表面，所述氧化替代块外表面覆盖有发泡隔离层，所述损伤修复块内镶嵌有多根防裂纤维，空心内囊提供骨架支撑的作用，发泡隔离层起到隔离氧化替代块的作用，氧化替代块在与氧气接触时会立即触发氧化反应，然后释放出热量用来推动修复工作，损伤修复块起到对损伤的修复作用，且防裂纤维可以跟随损伤修复块进行迁移，从而提高损伤处的修复强度，不易出现二次裂痕。
进一步的，所述氧化替代块采用填充有还原性铁粉的多孔隙材料制成，在发泡隔离层受热分解后，氧化替代块直接与防腐剂层连接，在防腐剂层受到损伤时，氧化替代块可以接触到外界的空气，然后代替铝合金压铸件与空气中的氧气发生氧化反应，并释放出热量对空心内囊和损伤修复块加热。
进一步的，所述损伤修复块采用热熔性材料制成，且热熔性材料的熔点高于步骤S4中防腐剂的涂覆温度，在氧化替代块发生氧化反应释放出热量对损伤修复块进行加热，促使其熔化后，在空心内囊内的空气受热膨胀后，挤压熔化后的损伤修复块流动至损伤处进行修复，冷却固化后实现对损伤处的密封，避免外界环境直接与铝合金压铸件接触。
进一步的，所述发泡隔离层采用遇热分解产生气体的固体物质制成，且分解气体中不包括氧气，所述固体物质的热分解温度低于步骤S4中防腐剂的涂覆温度，发泡隔离层在正常状态下可以对氧化替代块进行隔离，避免其提前接触到空气，同时在涂覆防腐剂时，利用热量进行热分解释放出气体，从而在防腐剂内形成气泡，并利用气体形成连续的多孔隙结构。
进一步的，所述空心内囊包括定形骨架、多个可形变膜以及磁定层，所述可形变膜均匀镶嵌于定形骨架上，所述磁定层覆盖于可形变膜的外表面，且磁定层与损伤修复块相对应，定形骨架提供强度支撑，既可以对防腐剂层进行补强，同时可以使得修复胶囊直接受到冲击时不易出现破损，在定形骨架内的气体受到加热膨胀后，可形变膜处可以进行形变膨胀，然后推动磁定层挤压熔化后的损伤修复块进行迁移，从而对损伤处进行修复。
进一步的，所述定形骨架采用硬质导热材料制成，所述可形变膜采用不透气的柔性材料制成，所述磁定层采用铁磁性材料制成，在损伤修复块流动之后，磁定层受到防腐剂层内磁性材料的吸附作用，可以保持可形变膜膨胀后的形状，避免出现冷却后可形变膜复形反吸的现象，导致修复效果不佳甚至是失败。
进一步的，所述空心内囊内填充有氢气，且氢气的压缩倍数为1-2倍，氢气受热容易膨胀，从而向熔化后的损伤修复块提供良好的流动动力。
进一步的，所述步骤S5中的烘干温度为150-200℃，烘干时间为1-10h。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以通过在夹层的防腐剂层中预埋入多个均匀分布的修复胶囊，然后在成型过程中触发化学发泡反应，在防腐剂内形成气泡并在加热的过程中分解产生大量气体，从而形成连续的多孔隙结构，同时修复胶囊作为骨料起到对多孔隙结构的支撑和补强作用，同时提高防腐剂层的强度和抗震性，在铝合金压铸件表面受到损伤后，在防腐剂层的多孔隙结构特点下，外界的空气与修复胶囊接触，然后由修复胶囊代替铝合金压铸件发生氧化反应，并产生热量触发愈合动作，对铝合金压铸件表面受到的损伤进行修复，避免与外界环境直接接触，从而保障铝合金压铸件的防腐蚀性能。
(2)修复胶囊包括空心内囊、多个氧化替代块以及损伤修复块，且氧化替代块和损伤修复块交错分布于空心内囊的外表面，氧化替代块外表面覆盖有发泡隔离层，损伤修复块内镶嵌有多根防裂纤维，空心内囊提供骨架支撑的作用，发泡隔离层起到隔离氧化替代块的作用，氧化替代块在与氧气接触时会立即触发氧化反应，然后释放出热量用来推动修复工作，损伤修复块起到对损伤的修复作用，且防裂纤维可以跟随损伤修复块进行迁移，从而提高损伤处的修复强度，不易出现二次裂痕。
(3)氧化替代块采用填充有还原性铁粉的多孔隙材料制成，在发泡隔离层受热分解后，氧化替代块直接与防腐剂层连接，在防腐剂层受到损伤时，氧化替代块可以接触到外界的空气，然后代替铝合金压铸件与空气中的氧气发生氧化反应，并释放出热量对空心内囊和损伤修复块加热。
(4)损伤修复块采用热熔性材料制成，且热熔性材料的熔点高于步骤S4中防腐剂的涂覆温度，在氧化替代块发生氧化反应释放出热量对损伤修复块进行加热，促使其熔化后，在空心内囊内的空气受热膨胀后，挤压熔化后的损伤修复块流动至损伤处进行修复，冷却固化后实现对损伤处的密封，避免外界环境直接与铝合金压铸件接触。
(5)发泡隔离层采用遇热分解产生气体的固体物质制成，且分解气体中不包括氧气，固体物质的热分解温度低于步骤S4中防腐剂的涂覆温度，发泡隔离层在正常状态下可以对氧化替代块进行隔离，避免其提前接触到空气，同时在涂覆防腐剂时，利用热量进行热分解释放出气体，从而在防腐剂内形成气泡，并利用气体形成连续的多孔隙结构。
(6)空心内囊包括定形骨架、多个可形变膜以及磁定层，可形变膜均匀镶嵌于定形骨架上，磁定层覆盖于可形变膜的外表面，且磁定层与损伤修复块相对应，定形骨架提供强度支撑，既可以对防腐剂层进行补强，同时可以使得修复胶囊直接受到冲击时不易出现破损，在定形骨架内的气体受到加热膨胀后，可形变膜处可以进行形变膨胀，然后推动磁定层挤压熔化后的损伤修复块进行迁移，从而对损伤处进行修复。
(7)定形骨架采用硬质导热材料制成，可形变膜采用不透气的柔性材料制成，磁定层采用铁磁性材料制成，在损伤修复块流动之后，磁定层受到防腐剂层内磁性材料的吸附作用，可以保持可形变膜膨胀后的形状，避免出现冷却后可形变膜复形反吸的现象，导致修复效果不佳甚至是失败。
(8)空心内囊内填充有氢气，且氢气的压缩倍数为1-2倍，氢气受热容易膨胀，从而向熔化后的损伤修复块提供良好的流动动力。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明铝合金压铸件表面处理后的结构示意图；
图3为本发明修复胶囊正常状态下的结构示意图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为本发明修复胶囊修复状态下的结构示意图。
图中标号说明：
1修复胶囊、11空心内囊、111定形骨架、112可形变膜、113磁定层、12氧化替代块、13损伤修复块、14发泡隔离层、15防裂纤维。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-2，一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、将铝合金压铸件表面进行水洗，去除生产过程中铝合金压铸件表面残留的灰尘和粉末，水洗后对铝合金压铸件表面进行去毛刺抛光打磨；
S2、对压铸铝合金进行抛丸处理，脱去压铸件表面氧化皮，抛丸结束后，用超声设备对其进行超声清洗；
S3、将铝合金压铸件浸泡在碱性溶液内，然后用去离子水进行清洗，结束后进行喷砂处理；
S4、在铝合金压铸件表面电镀一层镀膜，然后在镀膜上涂覆一层掺有磁性材料的防腐剂，并均匀埋入多个均匀分布的修复胶囊1；
S5、待防腐剂冷却固化后，再进行电泳涂装形成涂层，然后烘干包装。
步骤S3中碱性溶液为质量分数为10％的氢氧化钠溶液，浸泡时间为15min。
请参阅图3，步骤S4中的修复胶囊1包括空心内囊11、多个氧化替代块12以及损伤修复块13，且氧化替代块12和损伤修复块13交错分布于空心内囊11的外表面，氧化替代块12外表面覆盖有发泡隔离层14，损伤修复块13内镶嵌有多根防裂纤维15，空心内囊11提供骨架支撑的作用，发泡隔离层14起到隔离氧化替代块12的作用，氧化替代块12在与氧气接触时会立即触发氧化反应，然后释放出热量用来推动修复工作，损伤修复块13起到对损伤的修复作用，且防裂纤维15可以跟随损伤修复块13进行迁移，从而提高损伤处的修复强度，不易出现二次裂痕。
氧化替代块12采用填充有还原性铁粉的多孔隙材料制成，在发泡隔离层14受热分解后，氧化替代块12直接与防腐剂层连接，在防腐剂层受到损伤时，氧化替代块12可以接触到外界的空气，然后代替铝合金压铸件与空气中的氧气发生氧化反应，并释放出热量对空心内囊11和损伤修复块13加热。
损伤修复块13采用热熔性材料制成，且热熔性材料的熔点高于步骤S4中防腐剂的涂覆温度，在氧化替代块12发生氧化反应释放出热量对损伤修复块13进行加热，促使其熔化后，在空心内囊11内的空气受热膨胀后，挤压熔化后的损伤修复块13流动至损伤处进行修复，冷却固化后实现对损伤处的密封，避免外界环境直接与铝合金压铸件接触。
发泡隔离层14采用遇热分解产生气体的固体物质制成，且分解气体中不包括氧气，固体物质的热分解温度低于步骤S4中防腐剂的涂覆温度，发泡隔离层14在正常状态下可以对氧化替代块12进行隔离，避免其提前接触到空气，同时在涂覆防腐剂时，利用热量进行热分解释放出气体，从而在防腐剂内形成气泡，并利用气体形成连续的多孔隙结构。
请参阅图4，空心内囊11包括定形骨架111、多个可形变膜112以及磁定层113，可形变膜112均匀镶嵌于定形骨架111上，磁定层113覆盖于可形变膜112的外表面，且磁定层113与损伤修复块13相对应，定形骨架111提供强度支撑，既可以对防腐剂层进行补强，同时可以使得修复胶囊1直接受到冲击时不易出现破损，在定形骨架111内的气体受到加热膨胀后，可形变膜112处可以进行形变膨胀，然后推动磁定层113挤压熔化后的损伤修复块13进行迁移，从而对损伤处进行修复。
定形骨架111采用硬质导热材料制成，可形变膜112采用不透气的柔性材料制成，磁定层113采用铁磁性材料制成，在损伤修复块13流动之后，磁定层113受到防腐剂层内磁性材料的吸附作用，可以保持可形变膜112膨胀后的形状，避免出现冷却后可形变膜112复形反吸的现象，导致修复效果不佳甚至是失败。
空心内囊11内填充有氢气，且氢气的压缩倍数为1倍，氢气受热容易膨胀，从而向熔化后的损伤修复块13提供良好的流动动力。
步骤S5中的烘干温度为150℃，烘干时间为1h。
实施例2：
一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、将铝合金压铸件表面进行水洗，去除生产过程中铝合金压铸件表面残留的灰尘和粉末，水洗后对铝合金压铸件表面进行去毛刺抛光打磨；
S2、对压铸铝合金进行抛丸处理，脱去压铸件表面氧化皮，抛丸结束后，用超声设备对其进行超声清洗；
S3、将铝合金压铸件浸泡在碱性溶液内，然后用去离子水进行清洗，结束后进行喷砂处理；
S4、在铝合金压铸件表面电镀一层镀膜，然后在镀膜上涂覆一层掺有磁性材料的防腐剂，并均匀埋入多个均匀分布的修复胶囊1；
S5、待防腐剂冷却固化后，再进行电泳涂装形成涂层，然后烘干包装。
步骤S3中碱性溶液为质量分数为12％的氢氧化钠溶液，浸泡时间为20min。
空心内囊11内填充有氢气，且氢气的压缩倍数为1.5倍，氢气受热容易膨胀，从而向熔化后的损伤修复块13提供良好的流动动力。
步骤S5中的烘干温度为180℃，烘干时间为5h。
其余部分与实施例1保持一致。
实施例3：
一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，包括以下步骤：
S1、将铝合金压铸件表面进行水洗，去除生产过程中铝合金压铸件表面残留的灰尘和粉末，水洗后对铝合金压铸件表面进行去毛刺抛光打磨；
S2、对压铸铝合金进行抛丸处理，脱去压铸件表面氧化皮，抛丸结束后，用超声设备对其进行超声清洗；
S3、将铝合金压铸件浸泡在碱性溶液内，然后用去离子水进行清洗，结束后进行喷砂处理；
S4、在铝合金压铸件表面电镀一层镀膜，然后在镀膜上涂覆一层掺有磁性材料的防腐剂，并均匀埋入多个均匀分布的修复胶囊1；
S5、待防腐剂冷却固化后，再进行电泳涂装形成涂层，然后烘干包装。
步骤S3中碱性溶液为质量分数为15％的氢氧化钠溶液，浸泡时间为30min。
空心内囊11内填充有氢气，且氢气的压缩倍数为2倍，氢气受热容易膨胀，从而向熔化后的损伤修复块13提供良好的流动动力。
步骤S5中的烘干温度为200℃，烘干时间为10h。
其余部分与实施例1保持一致。
请参阅图5，本发明可以通过在夹层的防腐剂层中预埋入多个均匀分布的修复胶囊1，然后在成型过程中触发化学发泡反应，在防腐剂内形成气泡并在加热的过程中分解产生大量气体，从而形成连续的多孔隙结构，同时修复胶囊1作为骨料起到对多孔隙结构的支撑和补强作用，同时提高防腐剂层的强度和抗震性，在铝合金压铸件表面受到损伤后，在防腐剂层的多孔隙结构特点下，外界的空气与修复胶囊1接触，然后由修复胶囊1代替铝合金压铸件发生氧化反应，并产生热量触发愈合动作，对铝合金压铸件表面受到的损伤进行修复，避免与外界环境直接接触，从而保障铝合金压铸件的防腐蚀性能。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将铝合金压铸件表面进行水洗，去除生产过程中铝合金压铸件表面残留的灰尘和粉末，水洗后对铝合金压铸件表面进行去毛刺抛光打磨；
S2、对压铸铝合金进行抛丸处理，脱去压铸件表面氧化皮，抛丸结束后，用超声设备对其进行超声清洗；
S3、将铝合金压铸件浸泡在碱性溶液内，然后用去离子水进行清洗，结束后进行喷砂处理；
S4、在铝合金压铸件表面电镀一层镀膜，然后在镀膜上涂覆一层掺有磁性材料的防腐剂，并均匀埋入多个均匀分布的修复胶囊(1)；
S5、待防腐剂冷却固化后，再进行电泳涂装形成涂层，然后烘干包装；
所述步骤S4中的修复胶囊(1)包括空心内囊(11)、多个氧化替代块(12)以及损伤修复块(13)，且氧化替代块(12)和损伤修复块(13)交错分布于空心内囊(11)的外表面，所述氧化替代块(12)外表面覆盖有发泡隔离层(14)，所述损伤修复块(13)内镶嵌有多根防裂纤维(15)。
2.根据权利要求1所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述步骤S3中碱性溶液为质量分数为10-15％的氢氧化钠溶液，浸泡时间为15-30min。
3.根据权利要求1所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述氧化替代块(12)采用填充有还原性铁粉的多孔隙材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述损伤修复块(13)采用热熔性材料制成，且热熔性材料的熔点高于步骤S4中防腐剂的涂覆温度。
5.根据权利要求1所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述发泡隔离层(14)采用遇热分解产生气体的固体物质制成，且分解气体中不包括氧气，所述固体物质的热分解温度低于步骤S4中防腐剂的涂覆温度。
6.根据权利要求1所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述空心内囊(11)包括定形骨架(111)、多个可形变膜(112)以及磁定层(113)，所述可形变膜(112)均匀镶嵌于定形骨架(111)上，所述磁定层(113)覆盖于可形变膜(112)的外表面，且磁定层(113)与损伤修复块(13)相对应。
7.根据权利要求6所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述定形骨架(111)采用硬质导热材料制成，所述可形变膜(112)采用不透气的柔性材料制成，所述磁定层(113)采用铁磁性材料制成。
8.根据权利要求6所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述空心内囊(11)内填充有氢气，且氢气的压缩倍数为1-2倍。
9.根据权利要求1所述的一种轻量化铝合金压铸件表面处理方法，其特征在于：所述步骤S5中的烘干温度为150-200℃，烘干时间为1-10h。
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