[发明专利]一种7075铝合金超疏水表面制备工艺

说明书

一种7075铝合金超疏水表面制备工艺属于电沉积应用领域，解决了制备超疏水结构的问题，制备工艺包括如下步骤：采用金相砂纸打磨铝合金表面，使其光滑；采用金相试样抛光机对所述打磨后工件表面进行抛光处理，置于去离子水中超声波清洗；采用激光打标机对所述抛光后工件表面构筑坑状结构，置于去离子水中进行超声波清洗后并烘干；对所述激光处理后工件基体进行镍离子电沉积，置于去离子水中进行超声波清洗；工件的电沉积时间控制在4min左右；镀液成分为：NiSO₄.6H₂O、柠檬酸三铵、氨水、醋酸铵；把沉积后的表面放置在干燥箱进行热处理，温度为150℃，保温2小时并随炉冷却至室温。本发明表面的疏水性达到更好，激光电沉积复合制备表面疏水接触角达到152°。

技术领域

本发明属于电沉积应用领域，具体涉及一种7075铝合金超疏水表面制备工艺。

背景技术

在化学里，疏水性指的是一个分子(疏水物)与水互相排斥的物理性质。举例来说，疏水性分子包含有烷烃、油、脂肪和多数含有油脂的物质。

之前，本课题组以6061铝合金为基体，采用电刷镀激光复合加工方法制备了疏水自清洁表面。具体采用方法为首先利用电刷镀技术采用直流电源对抛光铝合金进行镍离子沉积，得到镍镀层结构，然后利用激光技术在电刷镀制备表面进行构筑沟槽结构，得到乳突和沟槽相结合的疏水复合结构表面。

但是在后续的研发过程中，发现现有的疏水自清洁表面的疏水效果虽然已经很好了，但是没有达到超疏水的效果。超疏水性物质，如荷叶，具有极难被水沾湿的表面，其水在其表面的接触角超过150°，滑动角小于20°。接触角是静态测量疏水性的方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种7075铝合金超疏水表面制备工艺，使7075铝合金表面实现超疏水的效果。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种7075铝合金超疏水表面制备工艺，制备工艺包括如下步骤：

步骤一：采用金相砂纸打磨铝合金表面，使其光滑；

步骤二：采用金相试样抛光机对步骤一所述打磨后工件表面进行抛光处理，置于去离子水中超声波清洗；

步骤三：采用激光打标机对步骤二所述抛光后工件表面构筑坑状结构，置于去离子水中进行超声波清洗后并烘干；

步骤四：对步骤三所述激光处理后工件基体进行镍离子电沉积，置于去离子水中进行超声波清洗；工件的电沉积时间控制在4min；镀笔在工件上往复运动，速度控制7-11m/min，正向脉冲导通时间为0.1ms，关断时间为0.9ms，工作时间100ms，反向脉冲导通时间为0.1ms，关断时间为0.9ms，工作时间10ms；镀液成分为：NiSO₄.6H₂O(265g/L)、柠檬酸三铵(55g/L)、氨水(105g/L)和醋酸铵(23g/L)，其中镀液pH为7.5；

步骤五：把步骤四中沉积后的工件表面放置在干燥箱进行热处理，温度为150℃，保温2小时并随炉冷却至室温。

本发明的有益效果是：本发明是采用激光构筑坑状结构为基体，利用电沉积技术采用双脉冲电源对激光制备表面进行加工，在沉积镍离子试验过程中，产生有序增长复合结构。和直流电沉积相比，双脉冲电源在工作过程中存在导通时间和关断时间，因此当给一个脉冲电流后，阴极-溶液界面处消耗的金属离子在关断时间内可以得到补充，从而沉积得到晶粒尺寸比直流工作过程形成的晶粒尺寸要小。本发明的激光电沉积复合加工制备超疏水表面方法，使得镍离子在激光加工坑状结构表面进行沉积，形成了复合加工结构，具有超疏水性。可广泛应用于汽车制造、轮船、化工、航天等领域的各种零部件表面。和普通单一的电刷镀、电刷镀激光复合制备方法相比，具有以下优点：