本發明涉及材料技術領域，尤其涉及一種鋁合金高頻熔覆Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層的方法。
背景技術：
材料學科學家及工程技術人員一直對鋁基材料進行不斷深入的研究，鋁基材料也由傳統的鑄造鋁合金發展到改性鋁合金和鋁基復合材料。鋁基復合材料使得鋁合金的耐磨性和強度等綜合機械性能到了大幅度提高。然而，鋁基材料熔點低、硬度低和耐磨性差的缺陷仍沒有得到根本的克服，這在很大程度上限制了鋁合金的應用范圍。多年來，為了克服鋁合金的不足，鋁合金的整體改性和表面改性一直是人們努力的方向。
高頻熔覆技術具有很多優點及高頻熔覆涂層的優異性能，各國學者和技術人員均在不斷地對其進行深入研究，不斷地開拓其應用領域。隨著材料科學、計算機應用科學、自動控制技術及高頻熔覆技術自身的發展，高頻熔覆技術在工業領域的多個方面已獲得應用或者存在巨大潛在應用。
通過在普通材料表面高頻熔覆具有特定性能的異質村料，可以獲得具有特定性能的優質涂層，達到對普通材料表面改性的目的，延長零部件使用壽命，擴大普通材料的使用范圍。這種表面改性包括改善材料表面的強度、耐磨性、耐腐蝕性(包括酸、堿、鹽腐蝕及氣體腐蝕)及耐高溫性等。
但鋁合金在空氣中極易被氧化，在表面生成一層氧化膜。鋁合金表面的氧化膜的熔點很髙，不易熔化，且其比重比鋁大，因而就會在高頻熔覆產生的熔池中下沉，在界面上形成夾雜或者氣孔，影響熔覆質量。要想獲得高質量的涂層，就想要辦法盡量除去氧化膜。目前去除Al2O3的方法有機械法、自造渣元素法及綜合法等。這幾種方法中，綜合法操作較為復雜，不適應大規模的生產應用，主要局限于實驗室研究；機械法因為其操作簡單，應用較廣泛，但去除氧化膜不徹底，效果不理想；自造渣元素法目前已經在工業生產中得到成功應用。因此鋁合金表面進行高頻熔覆還有難以克服的缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的在于提出一種鋁合金高頻熔覆耐磨涂層的方法，能夠大幅提高鋁合金的耐磨性能。
本發明的在先申請提出了一種“一種鋁合金高頻熔覆Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層的方法”，其在鋁合金表面熔覆一層Si-Cr-B-W-Al耐磨涂層，大大提高了鋁合金的耐磨性能。但由于其采用W，其加工困難、熔融共混也存在一定難度，因此本發明對其進行改進，以找到替換W的物質。
為達此目的，本發明采用以下技術方案：
一種鋁合金高頻熔覆耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將10-15wt％Si、4-10wt％Al2O3、1-5wt％Cu和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在100-140℃下干燥；
(5)涂覆自保護材料，150-200℃下烘干；
(6)在高頻加熱設備中熔覆，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層。
本發明的涂層中，銅的加入，使得合金具有優良的減摩作用，同時在熔覆層與鋁合金基材表面形成穩定的金屬間化合物Al2Cu和Al2Cu3等，提供了優良的結合強度。
本發明通過高頻熔覆，在鋁合金表面熔覆一層Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層，其硬度大于295HV0.2，較基體鋁合金性能提高4倍以上。大大增加了鋁合金的耐磨性能。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種鋁合金高頻熔覆Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將10wt％Si、4wt％Al2O3、1wt％Cu和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在100℃下干燥；
(5)涂覆自保護材料，150℃下烘干；
(6)在高頻加熱設備中熔覆，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層。
本發明通過高頻熔覆，在鋁合金表面熔覆一層Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層，其硬度為298HV0.2。
實施例2
一種鋁合金高頻熔覆Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將15wt％Si、10wt％Al2O3、5wt％Cu和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在140℃下干燥；
(5)涂覆自保護材料，200℃下烘干；
(6)在高頻加熱設備中熔覆，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層。
本發明通過高頻熔覆，在鋁合金表面熔覆一層Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層，其硬度位297HV0.2。
實施例3
一種鋁合金高頻熔覆Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將13wt％Si、7wt％Al2O3、3wt％Cu和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在100℃下干燥；
(5)涂覆自保護材料，170℃下烘干；
(6)在高頻加熱設備中熔覆，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層。
本發明通過高頻熔覆，在鋁合金表面熔覆一層Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層，其硬度大于302HV0.2。
實施例4
一種鋁合金高頻熔覆Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層的方法，其包括：
(1)將鋁合金基材噴砂粗化處理，粗糙度大于Ra25；
(2)將噴砂粗化處理后的鋁合金基材除去表面雜質；
(3)將14wt％Si、5wt％Al2O3、3wt％Cu和余量鋁的復合粉末混合均勻，研磨后調配成料漿；
(4)將所述料漿均勻的涂覆于鋁合金基材表面，在110℃下干燥；
(5)涂覆自保護材料，180℃下烘干；
(6)在高頻加熱設備中熔覆，得到熔覆于鋁合金表面的Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層。
本發明通過高頻熔覆，在鋁合金表面熔覆一層Si-Al2O3-Cu-Al耐磨涂層，其硬度大于306HV0.2。