[发明专利]一种新型激光处理的防腐增强型铝镁合金制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型激光处理的防腐增强型铝镁合金制备方法。

背景技术

腐蚀在人们生产实践和生活中是一种经常见到的现象，每时每刻都在发生。日常用的刀、工具；工厂里的设备、管道；火车、轮船等交通工具，使用一段时间后，都会出现涂层脱落，生锈等现象。腐蚀给人类造成的危害甚至超过风灾，火灾等各种自然灾害。有资料显示，因腐蚀造成的损失，最低可占国民生产总值的1.25％。铝镁合金作为在一种在航空航天等领域广泛应用的材料，以质坚量轻、密度低、散热性好、抗压性强等特点著称。鉴于铝镁合金在各领域的广泛应用，有效提升其防腐性能，在节约资源、延长使用寿命等方面起着至关重要的作用。

目前，除了传统使用防腐涂料、表面镀层、表面钝化和油脂防腐等方法外，增加金属表面与液体之间的接触角度，使其具有超疏水性能，大大降低了固液面之间的接触面积，使得腐蚀性液体难以接触金属表面本身，亦能够提高了耐腐蚀性。

现在超疏水表面主要通过两步法来制备，即首先通过化学刻蚀、阳极氧化、电化学沉积、化学气相沉积、氧化-脱水等方法制备具有一定表面粗糙度的表面微纳结构；然后使用低表面能材料如氟硅烷、脂肪酸等物质进行表面修饰。尽管超疏水表面已经通过以上方法被制备出来，但以上方法也存在诸多局限性，如耗时长、制备程序繁琐、材料昂贵、使用的化学药品有毒等。固体表面的粗糙结构对材料的超疏水性能非常重要，但超疏水表面上制得的粗糙结构一般比较脆弱，容易在使用过程中受冲击、摩擦等机械作用或因加工受机械作用而遭到破坏。超疏水表面材料的快速制备、降低成本及其材料表面的稳定性是其工业应用的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种新型激光处理的防腐增强型铝镁合金制备方法，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型激光处理的防腐增强型铝镁合金制备方法，包括如下步骤：

(1)将铝镁合金片置于无水乙醇中超声处理8～12min，取出后用去离子水清洗并用滤纸吸干，去除油污和杂质；

(2)用脉冲光纤激光烧蚀步骤(1)处理的铝镁合金片的表面，相邻激光扫描线间距为100～400μm，得到具有网格结构的铝镁合金片；所述脉冲光纤激光的激光焦距为328～330mm，照射在铝镁合金片表面的光斑直径为0.04～0.06mm，功率为24～26W，脉冲重复频率为19～21kHz，能量密度为63～64J·cm^-2；

(3)将步骤(2)中激光处理后的铝镁合金片置于硬脂酸溶液或乙醇溶液中作疏水化处理，浸泡时间为1.5～2.5h，溶液浓度为1.5～2.5g/L，温度为55～65℃；

(4)取出步骤(3)中铝镁合金片，置于室内自然风干。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(1)中超声处理时间为10min。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(2)中具有网格结构的铝镁合金片，其网格为边长100～400μm的正方形。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(2)中相邻激光扫描线间距为300μm，得到具有网格结构的铝镁合金片，所述铝镁合金片的网格为边长300μm的正方形。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(2)中激光焦距为329mm，照射的光斑直径为0.05mm，功率为25W，脉冲重复频率为20kHz，能量密度为63.66J·cm^-2。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(3)中浸泡时间为2h。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(3)中硬脂酸溶液或乙醇溶液浓度为2g/L。

在本发明一较佳实施例中，所述步骤(3)中温度为60℃。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本发明灵活方便，通过电脑控制激光加工参数，在铝镁合金表面构造微纳米网格结构；且网格的大小、微纳米颗粒的分布情况以及导致的防腐增强具体效果等均可以通过改变参数进行调控。

2.激光处理获得材料表面一定的粗糙度的同时极大地减小了对原有材料的损伤程度，保证材料粗糙结构在使用过程中受冲击、摩擦不易受到破坏。

3.通过激光加工与疏水剂的二步结合，步骤简单，无后污染物，易于大规模应用，后处理步骤简单，激光处理后的铝镁合金片只需经过一步简单的疏水化处理，就能使铝镁合金片具有卓越的超疏水性能，同时带来防腐性能的增强效果，有效避免了传统方法处理时的资源浪费和环境污染。

4.本发明所述工艺简单、耗时短，制备的产品质量高、所需材料价格低廉，防腐效果增强明显。