[发明专利]耐腐蚀的镁制品及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过在镁合金制品，特别是镁合金板和冲压制品，的至少一个表面上，对于板和冲压制品，还在所述制品的边缘上，施加耐腐蚀的延性金属涂层来提高所述制品的耐腐蚀性的方法。对所述延性金属涂层进行机械加工以使其变得光滑且基本上无裂纹和气孔，从而其可以充当有效的阻挡涂层并防止电解质接近所述镁制品。

背景技术

镁含量大于85%重量的镁基合金可成形为用于汽车应用的有用的成型制品。如此形成的镁制品的低密度为降低车重和显著改善车辆燃料经济性提供了机会。然而，Mg合金对常规腐蚀和与异种金属接触时的电偶腐蚀的耐腐蚀性都很差。这种很差的耐腐蚀性（特别是对电偶腐蚀）严重限制了它们的更广应用，例如作为冲压零件用于通常包含钢和铝的汽车车身。

在很多情况下，制品的耐腐蚀性可通过施加一或多个阻拦涂层来提高，其中所述阻挡涂层用于拒绝腐蚀性环境与制品接触从而更好地确保产品在腐蚀性环境中的寿命。在汽车车身制造中，常常将所述涂层（其可以包括涂料和其他有机涂层）施加到组装好的汽车车身上。原则上，所述方法同样适用于镁合金，但是镁合金与许多常用的汽车车身涂覆工艺并不是特别相容。

因此需要一种有效且容易操作的技术来对镁合金零件的表面组成进行改性，特别是使所述零件更耐腐蚀。

发明内容

在冲压板金属制品的制造中，从连续长度的板上切下且大于预期冲压制品尺寸的预定尺寸的板或坯料被通过一系列操作处理成冲压板金属制品。所述坯料首先在成形压力机中于成形模之间“拉伸”或成形或成型以获得成品的形状。由于只对一部分坯料区域成型，所以通常通过使用安装在另一压力机上的冲切模或切边模剪切而从超出尺寸的部分切去多余的板金属。往往还会对制品进行另外的操作，如弯曲以形成凸缘，或穿孔以引入一个或多个孔或开口，每个操作都在又进一步的压力机中进行，且每个操作都使用与该操作相称的模具组。

如果担心所述冲压制品的腐蚀，可以向所述坯料表面施加保护性连续阻挡涂层以拒绝电解质接近所述制品。当然，为了在制品使用寿命内的持久保护，任何所述涂层必须本身在预期的腐蚀性环境中是基本上不可腐蚀的。但是这种表面涂层在防止从所述成型的坯料上切去多余的板金属时产生的切边或剪切边处的腐蚀上不会有效。而且，冷加工的边缘，象剪切产生的那些，往往比板表面腐蚀得更厉害，加剧了所述剪切边上的涂层的缺失。因此为完全保护制品免受腐蚀，可能必须先涂覆坯料表面，冲压制品，切边和穿孔制品，然后涂覆制品的任何暴露边缘。冲压坯料的需要连同保持连续阻挡层的需要限制了阻挡层材料只能选择具有至少与制品材料一样大的拉伸伸长的材料和在与模具表面接触变形时不会剥落或磨损的材料。

很多金属，特别是铝合金和钢，的冲压在约20℃和30℃之间的环境温度或室温下进行。众所周知大多数金属的延性随着温度的升高而增大，因此对于更加复杂、高度应变的板金属制品，可以实行温成型或温冲压。温成形可以在200℃和400℃之间的温度下进行，具体的温度根据板的组成和微结构以及制品的复杂度来选择。在环境温度下镁的延性有限，因此即使是中度应变的镁制品可能也需要温成形。这对适合的阻挡涂层的选择施加了进一步的要求。

镁和含85%重量或更多镁的镁基合金是最易腐蚀的结构金属，最经常通过施加阻挡涂层来保护。只有很少几类阻挡层满足本身耐腐蚀、耐典型的冲压操作、至少与镁延性相同和适合温成形操作的要求。一种适合的选择为金属铝，通常为非合金化的铝，不过精选的铝合金也是可接受的。非合金化的铝是其中没有有意加入合金元素但和铝合金一样可能包含杂质的铝金属。示例性的典型组成可归类为美国铝业协会1000系列合金且包含至少99%的铝。优选地，杂质含量，特别是铜和铁的含量，保持尽可能低。也可以使用锌基涂层。除腐蚀特性方面的优点之外，这种导电涂层还有利地在接触的零件之间提供导电通路，而这在某些车身涂漆工艺中可能是必需的。