九游娱乐网站：一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法
编辑：小编 日期：2025-07-15 15:04 / 人气：
(1)碳纳米管的预处理：配置浓盐酸溶液，配置浓硫酸‑浓硝酸复合溶液，配置盐酸‑二
氯化锡复合溶液，配置盐酸‑氯化钯复合溶液；将碳纳米管浸泡在所述浓盐酸溶液中，水浴
恒温至50±5℃保温100min以上，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相
浸泡在所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温6h以上，然后固液分离，固
相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相浸泡在所述盐酸‑二氯化锡复合溶液中，水浴恒温
至50±5℃保温40min以上，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相浸泡
在所述盐酸‑氯化钯复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温40min以上，然后固液分离，固相
(2)化学镀Cu‑P：配置硫酸铜、氢氧化钠、2,6‑二氨基吡啶、乙二胺四乙酸二钠、甘氨酸、
次亚磷酸钠、柠檬酸钠的复合水溶液作为镀液，向所述镀液中加入所述预处理碳纳米管，加
料完成后搅拌分散3min以上，然后向所述镀液中加入甲醛的水溶液开始施镀Cu‑P层，加料
完成后实施观察镀液pH值，并用氢氧化钠溶液调整镀液pH在11～12之间，施镀30min以上后
进行固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得化学镀Cu‑P后的碳纳米管；
(3)碳纳米管复合氧化物添加剂的合成：在反应釜内配置四氯化锡的水溶液，向所述四
氯化锡的水溶液中加入乙二醇，加料完成后搅拌溶液5min以上，然后在搅拌状态下向溶液
中加入所述化学镀Cu‑P后的碳纳米管，加料后水浴恒温至80±5℃，到温后搅拌溶液，搅拌
状态下向溶液中滴加氢氧化钾溶液，至溶液pH到10，然后将所述反应釜封闭，加热至150℃
保温8h以上，保温结束后空冷至常温，打开所述反应釜，固液分离，固相用去离子水洗涤，烘
(4)微弧氧化：配置微弧氧化电解液，所述微弧氧化电解液为硅酸钠、磷酸钠、氢氧化
钾、乙二胺四乙酸二钠和甘油的复合水溶液，向所述微弧氧化电解液中加入所述碳纳米管
复合氧化物添加剂，然后将铝合金在微弧氧化电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面制备
2.根据权利要求1所述的一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法，其特征在于，所述
浓盐酸溶液中，浓盐酸溶质质量百分含量为30％；所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液为溶质质量
百分含量为98％的浓硫酸和溶质质量百分含量为65％的浓硝酸混合而成，混合体积比为浓
硫酸：浓硝酸＝3:1；所述盐酸‑二氯化锡复合溶液为溶质质量百分含量为30％的浓盐酸先
用去离子水稀释20倍，然后加入二氯化锡配置而成，所述二氯化锡的浓度为2.0～2.5g/
100mL；所述盐酸‑氯化钯复合溶液为溶质质量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释
20倍，然后加入氯化钯配置而成，所述氯化钯的浓度为0.01～0.03g/100mL。
3.根据权利要求1所述的一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法，其特征在于，所述
镀液中各组分的浓度为：硫酸铜15～20g/L，氢氧化钠18～22g/L，2,6‑二氨基吡啶0.4～
4.根据权利要求3所述的一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法，其特征在于，所述
镀液中加入所述预处理碳纳米管的固液量比为预处理碳纳米管/镀液＝1～2g/L；所述甲醛
的水溶液中甲醛的质量百分含量为37％，甲醛的水溶液加入体积与所述镀液的体积比为甲
醛的水溶液/镀液＝20～30mL/L；所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为20g/L。
5.根据权利要求1所述的一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法，其特征在于，所述
四氯化锡的水溶液中，四氯化锡的浓度为3～4g/100mL，所述乙二醇加入量为所述四氯化锡
的水溶液体积的1/5；向溶液中加入所述化学镀Cu‑P后的碳纳米管的量比为化学镀Cu‑P后
的碳纳米管/溶液＝1～2g/100mL；所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾的浓度为0.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法，其特征在于，所述
微弧氧化电解液中各组分的浓度为：硅酸钠3～4g/L，磷酸钠15～18g/L，氢氧化钾1～2g/L，
乙二胺四乙酸二钠1～2g/L，甘油3～4mL/L；所述微弧氧化电解液中加入所述碳纳米管复合
氧化物添加剂量比为碳纳米管复合氧化物添加剂/微弧氧化电解液＝0.7～1.0g/L。
7.根据权利要求1所述的一种提高铝合金耐磨性能的表面处理方法，其特征在于，所述
铝合金作为重要的轻量化材料之一，具有密度小、比强度高、塑性和延展性好、无
磁性、导电导热性良好、低温性能好等众多优点，在汽车、航空、航天领域具有广泛的应用。
然而，铝合金运动副常由于硬度较低、表面自然形成氧化膜过薄且不均匀等因素，导致零件
表面磨损失效，极大地限制了整机的服役寿命和可靠性，同时限制了铝合金基体在部分中
高载荷、中高温及腐蚀磨损等工况下的应用。因此，近年来，如何进一步提升铝合金的表面
性能逐渐成为一个重要的研究方向。采用粉末冶金、离心铸造等各种加工技术或选用力学
性能更优的铝合金基材，均可在不影响零件构型设计的前提下，提升其摩擦学性能。然而，
改变基材成本较高，并且新型材料研发相对时间较长，不利于汽车零部件轻量化工艺研究
的快速发展。通过对运动部件的工作状态及失效形式的分析可知，磨损等损伤失效主要发
生在零件表面。因而采用先进的表面工程技术(如表面改性、表面涂覆等)，对铝合金表面进
行性能强化，可在不改变原有基材几何与材料学等特性的前提下，极大提升零件的综合服
(1)碳纳米管的预处理：配置浓盐酸溶液，配置浓硫酸‑浓硝酸复合溶液，配置盐
酸‑二氯化锡复合溶液，配置盐酸‑氯化钯复合溶液；将碳纳米管浸泡在所述浓盐酸溶液中，
水浴恒温至50±5℃保温100min以上，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的
固相浸泡在所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温6h以上，然后固液分
离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相浸泡在所述盐酸‑二氯化锡复合溶液中，水浴
恒温至50±5℃保温40min以上，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相
浸泡在所述盐酸‑氯化钯复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温40min以上，然后固液分离，
固相用去离子水洗涤，烘干；获得预处理碳纳米管；预处理后的碳纳米管消除了碳纳米管表
面的质碳层和结构缺陷，且在碳纳米管表面形成还原性吸附层，为后续金属镀膜的附着提
(2)化学镀Cu‑P：配置硫酸铜、氢氧化钠、2,6‑二氨基吡啶、乙二胺四乙酸二钠、甘
氨酸、次亚磷酸钠、柠檬酸钠的复合水溶液作为镀液，向所述镀液中加入所述预处理碳纳米
管，加料完成后搅拌分散3min以上，然后向所述镀液中加入甲醛的水溶液开始施镀Cu‑P层，
加料完成后实施观察镀液pH值，并用氢氧化钠溶液调整镀液pH在11～12之间，施镀30min以
上后进行固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干，获得化学镀Cu‑P后的碳纳米管；
(3)碳纳米管复合氧化物添加剂的合成：在反应釜内配置四氯化锡的水溶液，向所
述四氯化锡的水溶液中加入乙二醇，加料完成后搅拌溶液5min以上，然后在搅拌状态下向
溶液中加入所述化学镀Cu‑P后的碳纳米管，加料后水浴恒温至80±5℃，到温后搅拌溶液，
搅拌状态下向溶液中滴加氢氧化钾溶液，至溶液pH到10，然后将所述反应釜封闭，加热至
150℃保温8h以上，保温结束后空冷至常温，打开所述反应釜，固液分离，固相用去离子水洗
(4)微弧氧化：配置微弧氧化电解液，所述微弧氧化电解液为硅酸钠、磷酸钠、氢氧
化钾、乙二胺四乙酸二钠和甘油的复合水溶液，向所述微弧氧化电解液中加入所述碳纳米
管复合氧化物添加剂，然后将铝合金在微弧氧化电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面制
进一步地，所述浓盐酸溶液中，浓盐酸溶质质量百分含量为30％；所述浓硫酸‑浓
硝酸复合溶液为溶质质量百分含量为98％的浓硫酸和溶质质量百分含量为65％的浓硝酸
混合而成，混合体积比为浓硫酸：浓硝酸＝3:1；所述盐酸‑二氯化锡复合溶液为溶质质量百
分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入二氯化锡配置而成，所述二氯化
锡的浓度为2.0～2.5g/100mL；所述盐酸‑氯化钯复合溶液为溶质质量百分含量为30％的浓
盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入氯化钯配置而成，所述氯化钯的浓度为0 .01～
进一步地，所述镀液中各组分的浓度为：硫酸铜15～20g/L，氢氧化钠18～22g/L，
2,6‑二氨基吡啶0.4～0.5mg/L，乙二胺四乙酸二钠30～40g/L，甘氨酸3～5g/L，次亚磷酸钠
镀液＝1～2g/L；所述甲醛的水溶液中甲醛的质量百分含量为37％，甲醛的水溶液加入体积
与所述镀液的体积比为甲醛的水溶液/镀液＝20～30mL/L；所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠
进一步地，所述四氯化锡的水溶液中，四氯化锡的浓度为3～4g/100mL，所述乙二
醇加入量为所述四氯化锡的水溶液体积的1/5；向溶液中加入所述化学镀Cu‑P后的碳纳米
管的量比为化学镀Cu‑P后的碳纳米管/溶液＝1～2g/100mL；所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾
进一步地，所述微弧氧化电解液中各组分的浓度为：硅酸钠3～4g/L，磷酸钠15～
进一步地，所述微弧氧化工艺参数为：占空比为20％，电流密度为15A/dm
表面硬度，进而提高铝合金的耐磨性能，同时，铝合金表面的耐腐蚀性能得以提高。
(1)碳纳米管的预处理：配置浓盐酸溶液，配置浓硫酸‑浓硝酸复合溶液，配置盐
酸‑二氯化锡复合溶液，配置盐酸‑氯化钯复合溶液；所述浓盐酸溶液中，浓盐酸溶质质量百
分含量为30％；所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液为溶质质量百分含量为98％的浓硫酸和溶质
质量百分含量为65％的浓硝酸混合而成，混合体积比为浓硫酸：浓硝酸＝3:1；所述盐酸‑二
氯化锡复合溶液为溶质质量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入二
氯化锡配置而成，所述二氯化锡的浓度为2.0g/100mL；所述盐酸‑氯化钯复合溶液为溶质质
量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入氯化钯配置而成，所述氯化
钯的浓度为0.01g/100mL；按照固液质量比固/液＝1:20的比例将碳纳米管浸泡在所述浓盐
酸溶液中，水浴恒温至50±5℃保温100min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘
干后的固相按照固液质量比固/液＝1:20的比例浸泡在所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液中，水
浴恒温至50±5℃保温6h，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相按照固
液质量比固/液＝1:20的比例浸泡在所述盐酸‑二氯化锡复合溶液中，水浴恒温至50±5℃
保温40min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相按照固液质量比固/
液＝1:20的比例浸泡在所述盐酸‑氯化钯复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温40min，然后
(2)化学镀Cu‑P：配置硫酸铜、氢氧化钠、2,6‑二氨基吡啶、乙二胺四乙酸二钠、甘
氨酸、次亚磷酸钠、柠檬酸钠的复合水溶液作为镀液，所述镀液中各组分的浓度为：硫酸铜
亚磷酸钠25g/L，柠檬酸钠8g/L；溶剂为水；向所述镀液中加入所述预处理碳纳米管，所述镀
液中加入所述预处理碳纳米管的固液量比为预处理碳纳米管/镀液＝1g/L；加料完成后
100r/min搅拌分散3min，然后向所述镀液中加入甲醛的水溶液开始施镀Cu‑P层，所述甲醛
的水溶液中甲醛的质量百分含量为37％，甲醛的水溶液加入体积与所述镀液的体积比为甲
醛的水溶液/镀液＝20mL/L；加料完成后实施观察镀液pH值，并用氢氧化钠溶液(氢氧化钠
的浓度为20g/L，溶剂为水)调整镀液pH在11～12之间，施镀30min后进行固液分离，固相用
(3)碳纳米管复合氧化物添加剂的合成：在反应釜内配置四氯化锡的水溶液，向所
述四氯化锡的水溶液中加入乙二醇，所述四氯化锡的水溶液中，四氯化锡的浓度为3g/
100mL，所述乙二醇加入量为所述四氯化锡的水溶液体积的1/5；加料完成后60r/min搅拌溶
液5min，然后在搅拌状态下向溶液中加入所述化学镀Cu‑P后的碳纳米管，向溶液中加入所
述化学镀Cu‑P后的碳纳米管的量比为化学镀Cu‑P后的碳纳米管/溶液＝1g/100mL；加料后
水浴恒温至80±5℃，到温后搅拌溶液，搅拌状态下向溶液中滴加氢氧化钾溶液，至溶液pH
到10，所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾的浓度为0 .5mol/L；然后将所述反应釜封闭，加热至
150℃保温8h，保温结束后空冷至常温，打开所述反应釜，固液分离，固相用去离子水洗涤，
(4)微弧氧化：配置微弧氧化电解液，所述微弧氧化电解液为硅酸钠、磷酸钠、氢氧
化钾、乙二胺四乙酸二钠和甘油的复合水溶液，所述微弧氧化电解液中各组分的浓度为：硅
酸钠3g/L，磷酸钠15g/L，氢氧化钾1g/L，乙二胺四乙酸二钠1g/L，甘油3mL/L，溶剂为水；向
所述微弧氧化电解液中加入所述碳纳米管复合氧化物添加剂，所述微弧氧化电解液中加入
所述碳纳米管复合氧化物添加剂量比为碳纳米管复合氧化物添加剂/微弧氧化电解液＝
0.7g/L；然后将6061铝合金(本发明各实施例和对比例所用的铝合金试样均为同一批次的
6061铝合金)在微弧氧化电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面制备出微弧氧化陶瓷层。所
述微弧氧化工艺参数为：占空比为20％，电流密度为15A/dm2，氧化时间为30min，频率为
(1)碳纳米管的预处理：配置浓盐酸溶液，配置浓硫酸‑浓硝酸复合溶液，配置盐
酸‑二氯化锡复合溶液，配置盐酸‑氯化钯复合溶液；所述浓盐酸溶液中，浓盐酸溶质质量百
分含量为30％；所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液为溶质质量百分含量为98％的浓硫酸和溶质
质量百分含量为65％的浓硝酸混合而成，混合体积比为浓硫酸：浓硝酸＝3:1；所述盐酸‑二
氯化锡复合溶液为溶质质量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入二
氯化锡配置而成，所述二氯化锡的浓度为2.2g/100mL；所述盐酸‑氯化钯复合溶液为溶质质
量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入氯化钯配置而成，所述氯化
钯的浓度为0.02g/100mL；按照固液质量比固/液＝1:20的比例将碳纳米管浸泡在所述浓盐
酸溶液中，水浴恒温至50±5℃保温100min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘
干后的固相按照固液质量比固/液＝1:20的比例浸泡在所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液中，水
浴恒温至50±5℃保温6h，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相按照固
液质量比固/液＝1:20的比例浸泡在所述盐酸‑二氯化锡复合溶液中，水浴恒温至50±5℃
保温40min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相按照固液质量比固/
液＝1:20的比例浸泡在所述盐酸‑氯化钯复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温40min，然后
(2)化学镀Cu‑P：配置硫酸铜、氢氧化钠、2,6‑二氨基吡啶、乙二胺四乙酸二钠、甘
氨酸、次亚磷酸钠、柠檬酸钠的复合水溶液作为镀液，所述镀液中各组分的浓度为：硫酸铜
亚磷酸钠28g/L，柠檬酸钠9g/L；溶剂为水；向所述镀液中加入所述预处理碳纳米管，所述镀
液中加入所述预处理碳纳米管的固液量比为预处理碳纳米管/镀液＝1g/L；加料完成后
100r/min搅拌分散3min，然后向所述镀液中加入甲醛的水溶液开始施镀Cu‑P层，所述甲醛
的水溶液中甲醛的质量百分含量为37％，甲醛的水溶液加入体积与所述镀液的体积比为甲
醛的水溶液/镀液＝24mL/L；加料完成后实施观察镀液pH值，并用氢氧化钠溶液(氢氧化钠
的浓度为20g/L，溶剂为水)调整镀液pH在11～12之间，施镀30min后进行固液分离，固相用
(3)碳纳米管复合氧化物添加剂的合成：在反应釜内配置四氯化锡的水溶液，向所
述四氯化锡的水溶液中加入乙二醇，所述四氯化锡的水溶液中，四氯化锡的浓度为3g/
100mL，所述乙二醇加入量为所述四氯化锡的水溶液体积的1/5；加料完成后60r/min搅拌溶
液5min，然后在搅拌状态下向溶液中加入所述化学镀Cu‑P后的碳纳米管，向溶液中加入所
述化学镀Cu‑P后的碳纳米管的量比为化学镀Cu‑P后的碳纳米管/溶液＝1g/100mL；加料后
水浴恒温至80±5℃，到温后搅拌溶液，搅拌状态下向溶液中滴加氢氧化钾溶液，至溶液pH
到10，所述氢氧化钾溶液中氢氧化钾的浓度为0 .5mol/L；然后将所述反应釜封闭，加热至
150℃保温8h，保温结束后空冷至常温，打开所述反应釜，固液分离，固相用去离子水洗涤，
(4)微弧氧化：配置微弧氧化电解液，所述微弧氧化电解液为硅酸钠、磷酸钠、氢氧
化钾、乙二胺四乙酸二钠和甘油的复合水溶液，所述微弧氧化电解液中各组分的浓度为：硅
酸钠3g/L，磷酸钠16g/L，氢氧化钾1g/L，乙二胺四乙酸二钠1g/L，甘油3mL/L，溶剂为水；向
所述微弧氧化电解液中加入所述碳纳米管复合氧化物添加剂，所述微弧氧化电解液中加入
所述碳纳米管复合氧化物添加剂量比为碳纳米管复合氧化物添加剂/微弧氧化电解液＝
0.8g/L；然后将6061铝合金在微弧氧化电解液中进行微弧氧化，在铝合金表面制备出微弧
氧化陶瓷层。所述微弧氧化工艺参数为：占空比为20％，电流密度为15A/dm2，氧化时间为
(1)碳纳米管的预处理：配置浓盐酸溶液，配置浓硫酸‑浓硝酸复合溶液，配置盐
酸‑二氯化锡复合溶液，配置盐酸‑氯化钯复合溶液；所述浓盐酸溶液中，浓盐酸溶质质量百
分含量为30％；所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液为溶质质量百分含量为98％的浓硫酸和溶质
质量百分含量为65％的浓硝酸混合而成，混合体积比为浓硫酸：浓硝酸＝3:1；所述盐酸‑二
氯化锡复合溶液为溶质质量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入二
氯化锡配置而成，所述二氯化锡的浓度为2.4g/100mL；所述盐酸‑氯化钯复合溶液为溶质质
量百分含量为30％的浓盐酸先用去离子水稀释20倍，然后加入氯化钯配置而成，所述氯化
钯的浓度为0.02g/100mL；按照固液质量比固/液＝1:20的比例将碳纳米管浸泡在所述浓盐
酸溶液中，水浴恒温至50±5℃保温100min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘
干后的固相按照固液质量比固/液＝1:20的比例浸泡在所述浓硫酸‑浓硝酸复合溶液中，水
浴恒温至50±5℃保温6h，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相按照固
液质量比固/液＝1:20的比例浸泡在所述盐酸‑二氯化锡复合溶液中，水浴恒温至50±5℃
保温40min，然后固液分离，固相用去离子水洗涤，烘干；烘干后的固相按照固液质量比固/
液＝1:20的比例浸泡在所述盐酸‑氯化钯复合溶液中，水浴恒温至50±5℃保温40min，然后
(2)化学镀Cu‑P：配置硫酸铜、氢氧化钠、2,6‑二氨基吡啶、乙二胺四乙酸二钠、甘
氨酸、次亚磷酸钠、柠檬酸钠的复合水溶液作为镀液，所述镀液中各组分的浓度为：硫酸铜
亚磷酸钠28g/L，柠檬酸钠9g/L；溶剂为水；向所述镀液中加入所述预处理碳纳米管，所述镀
液中加入所述预处理碳纳米管的固液量比为预处理碳纳米管/镀液＝2g/L；加料完成后
100r/min搅拌分散3min，然后向所述镀液中加入甲醛的水溶液开始施镀Cu‑P层，所述甲醛
的水溶液中甲醛的质量百分含量为37％，甲醛的水溶液加入体积与所述镀液的体积比为甲
醛的水溶液/镀液＝27mL/L；加料完成后实施观察镀液pH值，并用氢氧化钠溶液(氢氧化钠
的浓度为20g/L，溶剂为水)调整镀液pH在11～12之间，施镀30min后进行固液分离，固相用
(3)碳纳米管复合氧化物添加剂的合成：在反应釜内配置四氯化锡的水溶液，向所
述四氯化锡的水溶液中加入乙二醇，所述四氯化锡的水溶液中，四氯化锡的浓度为4g/