[发明专利]铝合金表面防腐处理方法及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金表面防腐处理方法及其制品。

背景技术

铝合金具有质量轻、散热性能好等优点，在通讯、电子、交通运输、建筑及航天航空等领域应用广泛。在空气中铝合金表面会形成氧化铝保护膜，在一般的大气环境下，铝合金表面的氧化铝膜能够有效地对铝合金基体进行保护，但在含有电解质的湿气中，例如海洋表面大气环境，铝合金表面容易出现点蚀，严重破环铝合金制品的外观，同时导致制品使用寿命缩短。

为了提高铝合金的耐盐雾性能，通常需要对铝合金表面进行表面成膜处理，常见的处理手段有阳极氧化处理、烤漆等，但这些工艺都存在较大的环境污染问题。而真空镀膜(PVD)技术虽是一种非常环保的镀膜工艺，且可镀制的膜层种类丰富、耐磨性能优异，但PVD工艺沉积的薄膜往往是以柱状晶形态生长，因此膜层存在大量的晶间间隙，导致薄膜致密性不够而无法有效地防止盐雾的侵蚀。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种有效的铝合金表面防腐处理方法。

另外，还有必要提供一种由上述方法制得的铝合金制品。

一种铝合金表面防腐处理方法，包括以下步骤：

(1)采用无水乙醇对铝合金基材进行超声波清洗；

(2)以纯铝为靶材，以氩气为工作气体，氮气和氧气为反应气体，采用磁控溅射法在铝合金基材表面溅镀一铝氧氮化合物薄膜，所述氧气流量为15～70sccm，氮气流量为10～60sccm。

一种经上述方法处理的铝合金制品，包括铝合金基材及形成于铝合金基材表面的一铝氧氮化合物薄膜，该铝氧氮化合物薄膜中铝原子个数百分比为50％～80％，氧原子个数百分比为15％～40％，氮原子个数百分比为5％～10％。

相较于现有技术，由上述铝合金表面防腐处理方法所制得的铝合金制品由于其表面具有一铝氧氮化合物薄膜，该铝氧氮化合物薄膜由比较细小的晶粒组成，晶间间隙比较小，使得铝氧氮化合物薄膜比较致密，可有效防止盐雾侵蚀，因此可有效提高铝合金的抗腐蚀性能。

附图说明

图1为一采用磁控溅镀法制备的氮化铝薄膜的放大5万倍的扫描电镜图。

图2为本发明一实施例制备的铝氧氮化合物薄膜的放大5万倍的扫描电镜图。

图3为图2所示的铝氧氮化合物薄膜放大10万倍的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明铝合金表面防腐处理方法主要包括如下步骤：

(1)采用无水乙醇对铝合金基材进行超声波清洗，以除去试样表面油污。

(2)以纯铝为靶材，以氩气为工作气体，氮气和氧气为反应气体，采用磁控溅射法在经清洗后的铝合金基材表面镀制铝氧氮化合物(Al-O-N)薄膜。溅射参数如下：真空腔内真空度为5×10^-3Pa～9×10^-3Pa，腔体温度为100～180℃，转架转速为0.5～1转/分钟，氩气流量为150～300sccm(标准状态毫升/分钟)，氧气流量为15～70sccm，氮气流量为10～60sccm，铝靶功率为6～12kw，偏压为-100～-300V，占空比为40％～60％，溅射0.5～4小时。由此在铝合金基材表面获得厚度大约0.2～1.5μm的所述铝氧氮化合物薄膜。

由上述铝合金表面防腐处理方法所获得的铝合金制品，包括铝合金基材及形成于铝合金基材表面的铝氧氮化合物薄膜，该铝氧氮化合物薄膜中铝原子个数百分比为50％～80％，氧原子个数百分比为15％～40％，氮原子个数百分比为5％～10％。该铝氧氮化合物薄膜由直径大约为6～10nm的晶粒组成。

下面通过实施例来对本发明进行具体说明。

实施例1

采用无水乙醇对铝合金试样进行超声波清洗大约30分钟。将清洗好的铝合金试样放入中频磁控溅射镀膜机的真空腔中。本实施例所使用的中频磁控溅射镀膜机为深圳南方创新真空技术有限公司生产，型号为SM-1100H。

开启真空泵对真空腔抽真空并设定真空度为8×10^-3Pa，开启转架并设定转速为0.5转/分钟，开启真空腔烘烤并设定腔内温度为120℃。

待真空腔的真空度抽至上述设定值后，通入工作气体氩气及反应气体氧气和氮气，氩气流量为150sccm(标准状态毫升/分钟)，氧气流量为20sccm，氮气流量为15sccm；开启铝靶并调节铝靶功率为8kw，偏压-200V，占空比为50％，溅射1小时，由此在铝合金表面获得一铝氧氮化合物薄膜。

实施例2