專利名稱：表面具有TiAl/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>微弧氧化陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車同步器的鋁合金同步環(huán)，具體是一種表面含有TiAl/Al203微弧氧化復(fù)合 陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)及其制備方法。
背景技術(shù)：
汽車同步器同步環(huán)常選用能保證其具有高強(qiáng)度和硬度、良好耐磨性能的黃銅合金制造， 如錳黃銅、鋁黃銅和錫黃銅等，但這些材料重量大，價(jià)格高，加工成型困難，必須采用特殊 的方法進(jìn)行加工生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，成本高，質(zhì)量難于控制。為了克服黃銅合金的這些不足， 鋁合金逐漸成為汽車同步器同步環(huán)的材料之一 ，鋁合金同步環(huán)具有重量輕，價(jià)格低的優(yōu)勢(shì)， 其不足之處是硬度低、耐磨性能較差，限制了其在同步環(huán)錐面上作為摩擦副直接應(yīng)用，需對(duì) 其進(jìn)行表面改性處理。目前在鋁合金表面的陶瓷化處理，主要采用硬質(zhì)陽(yáng)極氧化、離子電鍍、 氣相沉積涂層等技術(shù)，但這些方法工藝較復(fù)雜，在面對(duì)高速和高接觸應(yīng)力的工作條件下，陶 瓷膜層的耐磨性仍顯不足，硬度和耐熱沖擊性能也不夠理想，并且有些工藝還對(duì)環(huán)境造成污 染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有鋁合金同步環(huán)表面耐磨性較差的不足，而提供一種表面具 有一層TiAl/Al203微弧氧化復(fù)合陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)及其制備方法，這種同步環(huán)耐磨、抗 沖力強(qiáng)。
一種表面具有TiAl/Al203微弧氧化陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)，其特征是在鋁合金同歩環(huán) 的表面，用微弧氧化法覆蓋一層TiAl/Al203陶瓷膜。
表面具有TiAl/Al203微弧氧化陶瓷膜的鋁合金同歩環(huán)的制備方法，包括如下歩驟-
(1) 在不銹鋼槽內(nèi)注入按特定組分、濃度兌好的堿性電解液，攪勻；
(2) 對(duì)鋁合金同步環(huán)表面打磨后做除油處理，清洗、吹千；
(3) 對(duì)非工作面的中間環(huán)體表面涂裝絕緣漆；
(4) 再懸掛入電解液中，以工件作陽(yáng)極，不銹鋼槽作陰極，用雙極性脈沖電源提供電能， 調(diào)控工藝參數(shù)，對(duì)工件做微弧氧化處理，即可制得錐齒表面層含有TiAl/Al203復(fù)合陶瓷膜的 鋁合金同步環(huán)。
所述的堿性電解液按重量與總體積比Na2SiO35~10g/L， NaOHl~4g/L， Na2WO30.5~5g/L， TiO24 20g/L。堿性電解液的PH值范圍8 12。處理時(shí)間為20 120min。
根據(jù)同步環(huán)表面性能的不同要求，可有針對(duì)性地調(diào)控工藝參數(shù)電參數(shù)的應(yīng)用范圍正
向電壓為200 700V;負(fù)向電壓為100-400V;電流密度為l~60A/dm2。
本發(fā)明的有益效果是制備本發(fā)明所用的生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作，工件的處理效率高，
成本低，無(wú)污染，而且大幅度節(jié)省電能。經(jīng)微弧氧化處理得到的鋁合金同步環(huán)，表面的
TiAl/Al203復(fù)合陶瓷膜厚度超過(guò)150um，表面層硬度超過(guò)2000HV，同步環(huán)錐面耐沖擊性能顯 著提高，耐磨性能優(yōu)良。
圖1為本發(fā)明鋁合金同步環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的縱剖示意圖3為TiAl/Al203陶瓷膜的結(jié)構(gòu)縱剖示意圖。
圖中l(wèi).鋁合金同步環(huán)基體2.TiAl/Al203陶瓷膜2-l.TiAl/Al203陶瓷膜致密層 2-2. TiAl/Al203陶瓷膜疏松層
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。 實(shí)施例1
參照?qǐng)D1、 2、 3，本發(fā)明鋁合金同步環(huán)由鋁合金同步環(huán)基體1和設(shè)置在鋁合金同步環(huán)基 體1上的TiAl/Al203陶瓷膜2組成，TiAl/Al203陶瓷膜2由TiAl/Al203陶瓷膜致密層2-1和 TiAl/Al203陶瓷膜疏松層2-2組成，TiAl/AI203陶瓷膜致密層2-1在TiAl/Al203陶瓷膜疏松層 2-2之上。本發(fā)明的制備工藝是鋁合金同步環(huán)由鑄造制成，經(jīng)機(jī)加工達(dá)到相應(yīng)尺寸要求，打 磨表面，做除油處理，對(duì)非工作面涂裝絕緣漆，進(jìn)行微弧氧化處理。堿性電解液為Na2Si03 體系溶液，按重量與總體積比，取Na2SiCb6g/L， NaOH 1.5g/L， Na2W032g/L， Ti02 6g/L配 置好處理用的電解液，控制電解液PH值范圍在8-12之間。同步環(huán)接陽(yáng)極，不銹鋼槽接陰極， 通過(guò)雙極性脈沖電源對(duì)同步環(huán)施加電壓，電壓控制在600V-700V之間，處理時(shí)間為45min， 從而在鋁合金同步環(huán)表面原位形成一層含有TiAl/Al203的復(fù)合陶瓷膜。
實(shí)施例2
鋁合金同步環(huán)基體由鑄造制成，經(jīng)機(jī)加工達(dá)到相應(yīng)尺寸要求，打磨表面，做除油處理， 對(duì)非工作面涂裝絕緣漆，進(jìn)行微弧氧化處理。堿性電解液為Na2Si03體系溶液，按重量與總 體積比，取Na2Si03 8g/L， NaOH2g/L， Na2W033g/L， Ti028g/L配置好處理用的電解液，控 制電解液PH值范圍在8-12之間。同步環(huán)接陽(yáng)極，不銹鋼槽接陰極，通過(guò)雙極性脈沖電源對(duì) 同步環(huán)施加電壓，電壓控制在600V-700V之間，處理時(shí)間為45min，從而在鋁合金同步環(huán)表 面原位形成一層含有TiAl/Al203的復(fù)合陶瓷膜，其余同實(shí)施例1 。
實(shí)施例3
鋁合金同步環(huán)基體由鑄造制成，經(jīng)機(jī)加工達(dá)到相應(yīng)尺寸要求，打磨表面，做除油處理， 對(duì)非工作面涂裝絕緣漆，進(jìn)行微弧氧化處理。堿性電解液為Na2Si03體系溶液，按重量與總 體積比，取Na2SiO3l0g/L， NaOH3g/L， Na2W034g/L， Ti0216g/L配置好處理用的電解液， 控制電解液PH值范圍在8-12之間。同步環(huán)接陽(yáng)極，不銹鋼槽接陰極，通過(guò)雙極性脈沖電源 對(duì)同步環(huán)施加電壓，電壓控制在600V-700V之間，處理時(shí)間為45min，從而在鋁合金同步環(huán) 表面原位形成一層含有TiAl/Al203的復(fù)合陶瓷膜，其余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1、一種表面具有TiAl/Al2O3微弧氧化陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)，包括鋁合金同步環(huán)基體(1)，其特征是鋁合金同步環(huán)基體(1)經(jīng)微弧氧化處理在其表面覆合一層TiAl/Al2O3陶瓷膜(2)。
2、 一種表面具有TiAl/Al203微弧氧化陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)，其特征是制備方法包括如下步驟(1) 在不銹鋼槽內(nèi)注入按特定組分、濃度兌好的堿電解液，攪勻；(2) 對(duì)鋁合金同步環(huán)表面打磨后做除油處理，清洗、吹干；(3) 對(duì)非工作面的中間環(huán)體表面涂裝絕緣漆；(4) 將經(jīng)步驟(3)處理的環(huán)體懸掛入電解液中，以工件作陽(yáng)極，不銹鋼槽作陰極，用 雙極性脈沖電源提供電能，調(diào)控工藝參數(shù)，對(duì)工件做微弧氧化處理，即可制得錐齒表面層含 有TiAl/Al203復(fù)合陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是步驟(1)的堿性電解液各成分重量與 總體積比為Na2SiO35~10g/L， NaOHl~4g/L， Na2WO30.5~5g/L， TiO24~20g/L。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是所述的堿性電解液的PH值為8-12。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是所述的電參數(shù)正向電壓為200-700V， 負(fù)向電壓為100-400V，電流密度為1-60A/dm2。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征是微弧氧化時(shí)間為20-120min。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種表面具有TiAl/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>微弧氧化陶瓷膜的鋁合金同步環(huán)及其制備方法，制備方法包括如下步驟在不銹鋼槽內(nèi)注入按特定組分、濃度兌好的堿電解液，攪勻；對(duì)鋁合金同步環(huán)表面打磨后做除油處理，清洗、吹干；對(duì)非工作面的中間環(huán)體表面涂裝絕緣漆；再懸掛入電解液中，以工件作陽(yáng)極，不銹鋼槽作陰極，用雙極性脈沖電源提供電能，即可制得含有TiAl/Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>復(fù)合陶瓷膜。本發(fā)明的有益效果是制備本發(fā)明所用的生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、易操作，工件的處理效率高，成本低，無(wú)污染，而且大幅度節(jié)省電能，同步環(huán)耐沖擊性能顯著提高，耐磨性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C25D11/06GK101381884SQ20081007382
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者徐晉勇, 蘇偉翔, 原 高, 成 高 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)