鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液和鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液和鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法，其中，鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液包含：100～300g/L的硫酸；10～40g/L的硼酸；以及5～20g/L的硫化鐵。利用該電解液對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化可以顯著提高鋁合金表面的自潤(rùn)滑性能。
【專利說明】鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液和鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁合金領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液和鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金材料的弱點(diǎn)是質(zhì)軟、摩擦系數(shù)大、易磨損、易拉傷且難以潤(rùn)滑，對(duì)于耐磨、耐蝕性要求較高的零件則無法滿足要求，特別適用于一些固體潤(rùn)滑場(chǎng)合的鋁合金精密運(yùn)動(dòng)零部件，更是無法適應(yīng)高強(qiáng)度、耐腐蝕的高要求，通過硬質(zhì)陽極氧化處理，其耐蝕性、表面硬度和耐磨性得到明顯提高，但是其表面摩擦系數(shù)偏高，對(duì)偶相容性差、難以被潤(rùn)滑，限制了鋁合金材料在一些高速、高頻鋁質(zhì)運(yùn)動(dòng)部件和一些不適宜于液體潤(rùn)滑的場(chǎng)合的應(yīng)用。因此，如何在保證硬質(zhì)陽極氧化 膜硬度高的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低其摩擦系數(shù)，改善其潤(rùn)滑性能，實(shí)現(xiàn)固體潤(rùn)滑或使涂層具有自潤(rùn)滑性能具有十分重要的研究意義，成為近年來硬質(zhì)氧化技術(shù)改進(jìn)的一個(gè)重要方向。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào):200510020551.5，發(fā)明名稱“鋁合金材料氟聚合物協(xié)合涂層處理工藝”，需要進(jìn)行預(yù)處理，硬質(zhì)氧化處理，擴(kuò)孔處理，氟聚合物引入、真空熱處理等，工藝復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)，效率低，不易操作，且鋁合金部件在高溫下容易發(fā)生變形。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào):200710300875.3，發(fā)明名稱“鋁合金硬質(zhì)潤(rùn)滑膜層的制備方法“，采用的潤(rùn)滑成分為二硫化鑰，在400°C時(shí)，即達(dá)到了氧化分解溫度，而且電解液成分復(fù)雜，采用雙脈沖電源，成本較高，工藝復(fù)雜。
[0003]因此，用于提高鋁合金的綜合性能的方法仍有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，利用該電解液對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化可以顯著提高鋁合金表面的自潤(rùn)滑性能。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液包含:100~300g/L的硫酸；10~40g/L的硼酸；以及5~20g/L的硫化鐵。由此利用該電解液對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理可以顯著提高鋁合金的自潤(rùn)滑性能。
[0006]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液優(yōu)選包含:150g/L的硫酸；25g/L的硼酸；以及10g/L的硫化鐵。由此利用該電解液對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理可以進(jìn)一步提高鋁合金的自潤(rùn)滑性能。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法，包括:
[0008]將所述鋁合金的表面進(jìn)行脫脂和清洗處理；
[0009]將經(jīng)過所述清洗處理的鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理，以便在所述鋁合金的表面形成陽極氧化膜；以及[0010]將所述陽極氧化膜進(jìn)行封孔處理，以便使所述鋁合金表面形成硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，
[0011]其中，
[0012]所述硬質(zhì)陽極氧化處理采用的電解液包含:
[0013]100 ~300g/L 的硫酸；
[0014]10~40g/L的硼酸；以及
[0015]10~20g/L的硫化鐵。
[0016]由此，利用上述方法有效地在鋁合金表面形成具有自潤(rùn)滑性能的硬質(zhì)滋潤(rùn)滑膜層。該方法工藝簡(jiǎn)單，容易操作，效率高。
[0017]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0018]在本發(fā)明的一 些實(shí)施例中，所述電解液包含:150g/L的硫酸；25g/L的硼酸；以及10g/L的硫化鐵。由此可以進(jìn)一步提高硬質(zhì)滋潤(rùn)滑膜層的綜合性能。
[0019]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述硬質(zhì)陽極氧化處理采用直流電源，控制電流密度為0.5~5A/dm2，電解溫度為O~10攝氏度，并在空氣攪拌下進(jìn)行30~80分鐘而完成的。由此可以進(jìn)一步提高陽極氧化膜的形成和性能，以便進(jìn)一步提高硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的綜合性倉(cāng)泛。
[0020]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述封孔處理采用的封孔液為硫化鐵水溶液，所述硫化鐵水溶液的濃度為0.2~20g/L，pH為6.0~7.5。由此可以進(jìn)一步提高硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的綜合性能。
[0021 ] 在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述封孔處理是在溫度為95~100攝氏度的所述封孔液中浸泡20~60分鐘完成的。由此可以進(jìn)一步提高硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的綜合性能。
[0022]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述鋁合金表面形成的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的厚度為20~100微米，硬度為Hv350~420，摩擦系數(shù)為0.10~0.25。
[0023]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述鋁合金表面形成的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的厚度為30~50微米，硬度為Hv400~415，摩擦系數(shù)為0.20~0.23。
[0024]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述脫脂和清洗處理包括下列步驟:
[0025]對(duì)所述鋁合金表面進(jìn)行研磨和拋光處理；
[0026]將經(jīng)過所述研磨和拋光處理的鋁合金浸泡在堿性脫脂液中進(jìn)行脫脂處理；
[0027]將經(jīng)過所述脫脂處理的鋁合金浸泡在氫氧化鈉溶液中，以便除去氧化皮；以及
[0028]將除去氧化皮的鋁合金在10%的硝酸溶液中出光處理5~20秒。
[0029]由此可以便于進(jìn)一步對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了一種鋁合金工件，所述鋁合金工件的表面具有硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，所述硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層是根據(jù)前面所述的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法制備得到的。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了一種壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)至少包含一個(gè)前面所述的鋁合金工件。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0033]通常硫化鐵被用于鋼鐵的潤(rùn)滑，主要通過化學(xué)反應(yīng)在鋼工件等表面形成硫化鐵，進(jìn)而達(dá)到潤(rùn)滑作用，但是在鋁合金表面無法發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成硫化鐵，因此使得硫化鐵的的潤(rùn)滑作用至今未應(yīng)用到鋁合金領(lǐng)域。本發(fā)明的發(fā)明人巧妙地通過將硫化鐵用于電解液中，進(jìn)而配制得到了一種新型電解液，并進(jìn)一步利用該電解液對(duì)鋁合金進(jìn)行陽極氧化處理，使得硫化鐵以物理的形式填充在陽極氧化膜的微孔中，進(jìn)而達(dá)到潤(rùn)滑作用。因此，本發(fā)明的發(fā)明人為了提高了鋁合金的自潤(rùn)滑性能，對(duì)電解液進(jìn)行改革性的研究，將硫化鐵應(yīng)用到了電解液中，并且硫化鐵的熱穩(wěn)定性高，在大氣環(huán)境下，600攝氏度也不會(huì)發(fā)生氧化分解，進(jìn)而可以進(jìn)一步提高鋁合金的熱穩(wěn)定性，使其可以適用于高溫作業(yè)環(huán)境。
[0034]為此，本發(fā)明提出了一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，該電解液包含:100~300g/L的硫酸；10~40g/L的硼酸；以及5~20g/L的硫化鐵。由此本發(fā)明的電解液成分簡(jiǎn)單，容易控制，并且由于硫化鐵的自潤(rùn)滑性能良好，填充進(jìn)入鋁合金表面的陽極氧化膜微孔中，可以顯著提高鋁合金的表面的潤(rùn)滑性能，降低耐摩擦系數(shù)。同時(shí)由于硫化鐵的熱穩(wěn)定性高，在大氣環(huán)境下，600攝氏度也不會(huì)發(fā)生氧化分解，因此，采用上述電解液對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理可以使得鋁合金在局部高溫工況下仍然能夠保持良好的自潤(rùn)滑作用，進(jìn)而可以擴(kuò)大鋁合金的使用范圍，使其適用于高溫作業(yè)的環(huán)境。
[0035]同時(shí)發(fā)明人還 發(fā)現(xiàn)，加入一定的硼酸可以進(jìn)一步改善陽極氧化膜的耐蝕性。通常單一的硫酸體系的外觀最好，但耐蝕性差點(diǎn)，加入草酸也具有能改善耐蝕性，但是草酸體系的陽極氧化對(duì)草酸的純度，能耗等要求較大，實(shí)際生產(chǎn)中除了高硅含量的鋁合金外是沒有應(yīng)用的，加入已二酸可以使反應(yīng)的溫度范圍變寬，容易操作，但是會(huì)降低表面質(zhì)量。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，如果硫化鐵在電解液中的含量過低以至于低于5g/L，會(huì)降低鋁合金表面的耐摩擦性，降低潤(rùn)滑性能，如果硫化鐵在電解液中的含量過高以至于高于20g/L，會(huì)降低鋁合金表面的硬度，降低鋁合金的品質(zhì)。因此，電解液中硫化鐵的含量控制在5~20g/L可以在鋁合金表面形成硬度高且具有良好耐摩擦性能的潤(rùn)滑膜，進(jìn)而提高鋁合金的綜合性能，擴(kuò)大其適用范圍。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液優(yōu)選地包含:150g/L的硫酸；25g/L的硼酸；以及10g/L的硫化鐵。由此使得硫化鐵可以充足地填充陽極氧化膜的微孔中，提高陽極氧化膜的耐磨性。因此，利用該電解液可以進(jìn)一步增強(qiáng)鋁合金表面自潤(rùn)滑性倉(cāng)泛。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出了一種鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法主要包括:表面預(yù)清理、硬質(zhì)陽極氧化處理以及封孔處理。
[0039]具體包括下列步驟:
[0040]首先，將鋁合金的表面進(jìn)行脫脂和清洗處理；
[0041]其次，將經(jīng)過清洗處理的鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理，以便在鋁合金的表面形成陽極氧化膜；以及
[0042]將陽極氧化膜進(jìn)行封孔處理，以便使鋁合金表面形成硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，
[0043]其中，主要的上述硬質(zhì)陽極氧化處理采用的電解液包含:100~300g/L的硫酸；10~40g/L的硼酸；以及5~20g/L的硫化鐵。
[0044]由此該方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，且可以在鋁合金表面有效地形成具有自潤(rùn)滑性能的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，進(jìn)而可以顯著提高鋁合金的硬度同時(shí)使其具有適度的摩擦系數(shù)，提高鋁合金的相容性和自潤(rùn)滑性。本發(fā)明的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法尤其采用的含有硫化鐵的電解液，可以使得硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層具有良好的自潤(rùn)滑性能；同時(shí)上述方法采用硫化鐵溶液作為封孔液可以進(jìn)一步提高自潤(rùn)滑膜層的自潤(rùn)滑性能。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述電解液優(yōu)選包含:150g/L的硫酸；25g/L的硼酸；以及10g/L的硫化鐵。進(jìn)而可以進(jìn)一步提高硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的綜合性能，使其提高鋁合金的性能和鋁合金的適用性。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，硬質(zhì)陽極氧化處理采用直流電源，控制電流密度為
0.5~5A/dm2，電解溫度為O~10攝氏度，并在空氣攪拌下進(jìn)行30~80分鐘而完成的。由此該方法工藝簡(jiǎn)單，時(shí)間短，處理效率高，容易操作，穩(wěn)定性高。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，封孔處理采用的封孔液為硫化鐵水溶液，硫化鐵水溶液的濃度為0.2~20g/L，pH為6.0~7.5。由此再次采用硫化鐵作為封孔液可以達(dá)到二次填充陽極氧化膜形成的微 孔中，以便進(jìn)一步提高鋁合金表面的潤(rùn)滑性能，降低減磨-摩擦系數(shù)，提高耐氧化溫度。硫化物中的FeS具有極好的自潤(rùn)滑性和熱穩(wěn)定性，在大氣環(huán)境下，600°C也不會(huì)發(fā)生氧化分解，因此，在鋁合金表面形成有上述鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層可在摩擦副中的局部高溫工況下保持自潤(rùn)滑作用，進(jìn)而可以擴(kuò)大鋁合金的適用范圍。
[0048]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，封孔處理具體可以在溫度為95~100攝氏度即沸騰的封孔液中浸泡20~60分鐘完成的。由此可以進(jìn)一步提高封孔效果，以便進(jìn)而提高硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的自潤(rùn)滑性能。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，通過上述方法可以在鋁合金表面制備得到厚度為20~100微米鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，該硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的硬度可以達(dá)到Hv350~420，摩擦系數(shù)達(dá)到0.10~0.25。因此通過本發(fā)明上述實(shí)施例的方法制備得到的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層不僅具有良好的硬度，同時(shí)其耐磨性適中，進(jìn)而可以顯著鋁合金的偶相容性，達(dá)到自潤(rùn)滑的目的。
[0050]根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的方法可以優(yōu)選地制備得到厚度為30~50微米的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，其硬度達(dá)到Hv400~415，摩擦系數(shù)達(dá)到0.20~
0.23。由此通過本發(fā)明上述實(shí)施例的方法制備得到的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層具有良好的自潤(rùn)滑性能。進(jìn)而使得鋁合金可以應(yīng)用于高速、高頻以及液體潤(rùn)滑工作環(huán)境中。由此顯著提高鋁合金的適用性，擴(kuò)大了其使用范圍。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述脫脂和清洗處理可以具體包括下列步驟:
[0052]對(duì)鋁合金表面進(jìn)行研磨和拋光處理；
[0053]將經(jīng)過研磨和拋光處理的鋁合金浸泡在堿性脫脂液中進(jìn)行脫脂處理；
[0054]將經(jīng)過脫脂處理的鋁合金浸泡在氫氧化鈉溶液中，以便除去氧化皮；以及
[0055]將除去氧化皮的鋁合金在10%的硝酸溶液中出光處理5~20秒。
[0056]由此可以便于進(jìn)一步對(duì)鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理，提高陽極氧化膜的均一度，進(jìn)而可以提高鋁合金表面形成的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的自潤(rùn)滑性。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了一種鋁合金工件，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋁合金工件的表面具有硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層是根據(jù)前面所述的鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法制備得到的。由此可以進(jìn)一步提高鋁合金工件的綜合性能，提高鋁合金工件的硬度，并使鋁合金工件具有適度的摩擦系數(shù)和相容性。因此本發(fā)明的表面具有硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的鋁合金工件具有質(zhì)輕，耐磨優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用于壓縮機(jī)上可有效提高壓縮能效。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，本發(fā)明還提出了一種壓縮機(jī)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮機(jī)至少包含一個(gè)前面所述的鋁合金工件。由于鋁合金工件具有良好的自潤(rùn)滑性能，由此可有效提聞壓縮能效。
[0059]實(shí)施例1
[0060]鋁合金試樣材料，試樣尺寸50mm*50mm，經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)行硬質(zhì)自潤(rùn)滑處理。電解液組成硫酸250g/L、硼酸15g/L、硫化鐵15g/L，將試樣浸入電解液中，工件接正極作為陽極，負(fù)極為200mm*200mm的不銹鋼板，電流密度為3.0A/dm2,電解液溫度為5± 1°C，空氣劇烈攪拌，處理時(shí)間為40min。然后再封孔處理，在PH值為6.0~7.5的去離子沸水中(含有硫化鐵15g/L)封閉30min,然后烘干,檢驗(yàn),包裝。制備的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層厚度為85微米。硬度為385HV，中性鹽霧試驗(yàn)240小時(shí)后表面沒有出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，摩擦系數(shù)為0.16。
[0061]實(shí)施例2
[0062]采用同實(shí)施例1同批次鋁合金試樣材料，試樣尺寸50mm*50mm，經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)行硬質(zhì)自潤(rùn)滑處理。電解液組成硫酸200g/L、硼酸20g/L、硫化鐵10g/L，將試樣浸入電解液中，工件接正極作為 陽極，負(fù)極為200mm*200mm的不銹鋼板，電流密度為2.5A/dm2,電解液溫度為5±1°C，空氣劇烈攪拌，處理時(shí)間為40min。然后再封孔處理，在PH值為6.0~7.5的去離子沸水中(含有硫化鐵10g/L)封閉30min，然后烘干，檢驗(yàn)，包裝。制備的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層厚度為53微米。硬度為405HV，中性鹽霧試驗(yàn)240小時(shí)后表面沒有出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，摩擦系數(shù)為0.21。
[0063]實(shí)施例3
[0064]采用同實(shí)施例1同批次鋁合金試樣材料，試樣尺寸50mm*50mm，經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)行硬質(zhì)自潤(rùn)滑處理。電解液組成硫酸150g/L、硼酸25g/L、硫化鐵5g/L，將試樣浸入電解液中，工件接正極作為陽極，負(fù)極為200mm*200mm的不銹鋼板，電流密度為2.0A/dm2,電解液溫度為5±1°C，空氣劇烈攪拌，處理時(shí)間為40min。然后再封孔處理，在PH值為6.0~7.5的去離子沸水中(含有硫化鐵5g/L)封閉30min，然后烘干，檢驗(yàn)，包裝。制備的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層厚度為35微米。硬度為415HV，中性鹽霧試驗(yàn)240小時(shí)后表面沒有出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，摩擦系數(shù)為
0.23。
[0065]對(duì)比例I
[0066]采用同實(shí)施例1同批次鋁合金試樣材料，試樣尺寸50mm*50mm，經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)行硬質(zhì)自潤(rùn)滑處理。電解液組成硫酸150g/L、硼酸25g/L、硫化鐵3g/L，將試樣浸入電解液中，工件接正極作為陽極，負(fù)極為200mm*200mm的不銹鋼板，電流密度為2.0A/dm2,電解液溫度為5±1°C，空氣劇烈攪拌，處理時(shí)間為40min。然后再封孔處理，在PH值為6.0~7.5的去離子沸水中(含有硫化鐵3g/L)封閉30min，然后烘干，檢驗(yàn)，包裝。制備的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層厚度為35微米。硬度為415HV，中性鹽霧試驗(yàn)240小時(shí)后表面沒有出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，摩擦系數(shù)為
0.45。[0067]由于硫化鐵含量較少，導(dǎo)致鋁合金試樣表面形成的自潤(rùn)滑膜層的摩擦系數(shù)較高，減摩效果差，進(jìn)而不能達(dá)到自潤(rùn)滑效果。
[0068]對(duì)比例2
[0069]采用同實(shí)施例1同批次鋁合金試樣材料，試樣尺寸50mm*50mm，經(jīng)預(yù)處理后，進(jìn)行硬質(zhì)自潤(rùn)滑處理。電解液組成硫酸150g/L、硼酸25g/L、硫化鐵25g/L，將試樣浸入電解液中，工件接正極作為陽極，負(fù)極為200mm*200mm的不銹鋼板，電流密度為2.0A/dm2,電解液溫度為5±1°C，空氣劇烈攪拌，處理時(shí)間為40min。然后再封孔處理，在PH值為6.0~7.5的去離子沸水中(含有硫化鐵25g/L)封閉30min，然后烘干，檢驗(yàn)，包裝。制備的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層厚度為35微米。硬度為380HV，中性鹽霧試驗(yàn)240小時(shí)后表面沒有出現(xiàn)腐蝕點(diǎn)，摩擦系數(shù)為0.16。
[0070]由于硫化鐵含量在氧化膜的空隙中基本得到了飽和狀態(tài)，進(jìn)一步增加硫化鐵的含量已經(jīng)不能再改善摩擦系數(shù)了，如果含量過多，反而導(dǎo)致鋁合金試樣表面形成的陽極氧化自潤(rùn)膜的表面又形成了一層疏松零散硫化鐵，結(jié)合力也差，時(shí)也降低了氧化膜的硬度，因此降低了鋁合金的綜合性能。
[0071]在本說明書的描述 中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0072]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，其特征在于，包含: 100~300g/L的硫酸； 10~40g/L的硼酸；以及 5~20g/L的硫化鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金硬質(zhì)陽極氧化電解液，其特征在于，包含: 150g/L的硫酸； 25g/L的硼酸；以及 10g/L的硫化鐵。
3.—種鋁合金硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的制備方法，其特征在于，包括: 將所述鋁合金的表面進(jìn)行脫脂和清洗處理； 將經(jīng)過所述清洗處理的鋁合金進(jìn)行硬質(zhì)陽極氧化處理，以便在所述鋁合金的表面形成陽極氧化膜；以及 將所述陽極氧化膜進(jìn)行封孔處理，以便使所述鋁合金表面形成硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層， 其中， 所述硬質(zhì)陽極氧化處理采用的電解液包含: 100~300g/L的硫酸； 10~40g/L的硼酸；以及 5~20g/L的硫化鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述電解液包含: 150g/L的硫酸； 25g/L的硼酸；以及 10g/L的硫化鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述硬質(zhì)陽極氧化處理采用直流電源，控制電流密度為0.5~5A/dm2，電解溫度為O~10攝氏度，并在空氣攪拌下進(jìn)行30~80分鐘而完成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述封孔處理采用的封孔液為硫化鐵水溶液，所述硫化鐵水溶液的濃度為0.2~20g/L，pH為6.0~7.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述封孔處理是在溫度為95~100攝氏度的所述封孔液中浸泡20~60分鐘完成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鋁合金表面形成的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的厚度為20~100微米，硬度為Hv350~420，摩擦系數(shù)為0.10~0.25。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述鋁合金表面形成的硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層的厚度為30~50微米，硬度為Hv400~415，摩擦系數(shù)為0.20~0.23。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述脫脂和清洗處理包括下列步驟: 對(duì)所述鋁合金表面進(jìn)行研磨和拋光處理； 將經(jīng)過所述研磨和拋光處理的鋁合金浸泡在堿性脫脂液中進(jìn)行脫脂處理； 將經(jīng)過所述脫脂處理的鋁合金浸泡在氫氧化鈉溶液中，以便除去氧化皮；以及 將除去氧化皮的鋁合金在10%的硝酸溶液中出光處理5~20秒。
11.一種鋁合金工件，其特征在于，所述鋁合金工件的表面具有硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層，所述硬質(zhì)自潤(rùn)滑膜層是根據(jù)權(quán)利要求3~10任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的。
12.—種壓縮 機(jī)，其特征在于，所述壓縮機(jī)至少包含一個(gè)權(quán)利要求11所述的鋁合金工件。
【文檔編號(hào)】C25D11/08GK103981556SQ201410212328
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】喻繼江, 鄭立宇 申請(qǐng)人:廣東美芝制冷設(shè)備有限公司