[发明专利]一种镁合金表面抗腐蚀复合涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料腐蚀与防护领域，提供了一种镁合金表面复合涂层(微弧氧化层和难熔金属钨涂层)的制备方法。

背景技术

镁合金具有低密度、高比强度、良好吸震性和铸造性等优点，越来越受到人们的重视，在国防军工、航空航天、汽车及日常民用等领域有着广泛的应用前景。然而，镁合金的硬度较低，耐腐蚀性能很差，这制约着它的广泛应用。因此，对镁合金进行适当的表面处理以提高其防护性能便显得十分重要。目前，用于镁合金的表面处理技术主要有电子束物理气相沉积、热喷涂、电镀和化学镀等方法，但这些方法都有诸多不足之处。电子束物理气相沉积要在真空状态下进行，难于处理较大工件和复杂零件，不易实现工业规模化。热喷涂往往要借助于等离子体或激光装置，设备成本高，维护困难。电镀和化学镀所用镀液往往对环境污染严重而被限制使用。

本专利首先对镁合金表面进行微弧氧化，之后利用气体化学反应在微弧氧化层上得到难熔金属钨涂层，对镁合金进行双重防护。微弧氧化是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层，该陶瓷膜层具有耐磨、耐蚀、高绝缘性、与基体结合良好等优点，但往往不够致密，针孔较多。因此，利用气体反应，在已经微弧氧化的镁合金基体上再生成一层具有高熔点、耐磨、耐蚀性极强难熔金属钨涂层，既起到了对微弧氧化层封孔的作用，又起到对镁合金的双重防护作用，同时，由于微弧氧化层的存在，使化学反应得到的钨涂层与基体结合更好。

发明内容

本发明首先在电解槽中对镁合金基体进行微弧氧化处理，得到微弧氧化陶瓷涂层，然后利用气体WF₆和H₂之间的化学反应得到难熔金属钨涂层。

所用设备有：微弧氧化装置(电源及电解槽及配套设施)、气体反应温度控制柜(要求控温精度高)；加热炉(内设置工件摆放装置，且有畅通的气体流通管道)；尾气吸收装置(采用氢氧化钠水溶液对尾气进行喷淋吸收，可达到环保要求)。

一种镁合金表面抗腐蚀复合涂层的制备方法，其特征在于：先后进行微弧氧化和气体化学反应；微弧氧化槽液温度40～50℃，槽液中Na₂SiO₃浓度为15～30g/L，NaF浓度为3.4～4.4g/L，NaOH浓度为8～12g/L，工作电压320～380V，电流密度5～10A/dm²，占空比25％～35％，脉冲频率520～580HZ，微弧氧化时间8～15min；气体化学反应温度控制在350～400℃，H₂流量为5～5.5L/min，WF₆流量为7～7.5g/min，升温速度为10～15℃/min，降温速度为8～12℃/min，化学反应时间5～10min。

本专利技术的主要特点：

(1)本专利操作简单，整个过程自动控制，易实现工业批量生产；

(2)本专利设备简单，投入少，见效快。

(3)本专利适应各种形状、尺寸的镁合金，应用性广；

(4)本专利所得涂层为微弧氧化及致密钨的复合涂层，对镁合金的表面防护作用极强。

附图说明：

附图1：带有微弧氧化层和钨涂层的镁合金金相显微照片；

附图2：工艺流程图。

具体实施方式：

微弧氧化采用不锈钢阴极，槽液中Na₂SiO₃浓度为15～30g/L，NaF浓度为3.4～4.4g/L，NaOH浓度为8～12g/L，槽液温度保持40～50℃，工作电压320～380V，电流密度5～10A/dm²，占空比25％～35％，脉冲频率520～580HZ，微弧氧化时间8～15min，得到微弧氧化层厚度为30～40μm。

气体化学反应温度控制在320～380℃，H₂流量为5～5.5L/min，WF₆流量为7～7.5g/min，升温速度为10～15℃/min，降温速度为8～12℃/min，化学反应时间5～10min，得到钨涂层的厚度为8～15μm。