[发明专利]一种镁合金微波组件盖板表面复合处理方法

说明书

技术领域

本发明属于镁合金材料表面处理领域，具体涉及一种镁合金盖板表面的微弧氧化与磁控溅射物理气相沉积金属膜相结合的复合处理方法。

背景技术

镁合金是最轻的金属结构材料之一，具有高比强度、比刚度，良好的减震性、导电性、导热性、电磁屏蔽性和尺寸稳定性，以及易回收等优点。因此镁合金广泛应用于航空雷达产品中，例如机载雷达微波组件的盖板则采用镁合金。但是镁是非常活泼金属，导致镁合金的耐蚀性极差，阻碍了镁合金在雷达工业中的进一步应用。如果镁合金的耐蚀性得到根本改善，则可使镁合金的优异性能特别是轻质高强的特点在航空、雷达产品中充分展示出来，这对于“为减轻1克而奋斗”的航空雷达工业来说是至关重要的。目前，镁合金采取的防腐蚀措施主要有化学氧化成膜、阳极氧化成膜、微弧氧化、化学镀、离子注入和激光处理等。微弧氧化成膜技术因具有工艺简单、一次成膜面积大、生产设备投资少、加工成本低等优点而成为镁合金工业应用中常用的方法，而且微弧氧化膜层综合性能优异，可满足部分镁合金部件表面耐腐蚀性处理的需要，使镁合金材料可以得到有效防护，但是经过微弧氧化处理后的镁合金，在其表面生成了较厚的绝缘陶瓷层，丧失了镁合金本身的导电性和金属光泽，而在雷达电子产品中，应用于微波组件的镁合金盖板往往都需具备导电性和电磁屏蔽性，这就需要在微弧氧化膜层上辅以其他导电层防护措施。有关磁控溅射物理气相沉积法（PVD）处理镁合金的研究在国内外已有报道。王振林等研究了直接在镁合金表面PVD镀铝，发现PVD镀铝膜层与基体结合良好，但未能有效地提高镁合金的耐腐蚀性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明将微弧氧化和磁控溅射联用，结合两者的优势，提供一种镁合金微波组件盖板表面的复合处理方法。

具体操作步骤如下：

（1）去污除油：

把经过机械抛光后的镁合金盖板放置于丙酮溶液中，室温下超声清洗20～30分钟，取出用水冲洗干净；

（2）碱性除油：

将经过去污除油的镁合金盖板在温度65～75℃，在除油溶液中浸蚀1～3 分钟，取出用水冲洗干净；

（3）酸洗浸蚀：

将经过去污除油的镁合金盖板在40℃酸洗浸蚀溶液中浸泡1～2分钟，并轻微搅拌，取出用水冲洗干净；

（4）活化：

室温下，将经过酸性浸蚀处理的镁合金盖板在活化溶液中浸泡90～180秒，取出用水冲洗干净；

（5）微弧氧化：

将经过活化处理的镁合金盖板在硅酸钠碱性电解液中进行微弧氧化，整个氧化过程用恒电流控制，电流密度为10 A/dm²，对电解溶液进行搅拌，温度为20～40 ℃，氧化时间为12～20分钟，在镁合金表面形成微弧氧化陶瓷膜层，其厚度10～15 μm，取出用水冲洗干净，干燥保存；

（6）填充封孔：

将经过微弧氧化处理的镁合金盖板在80℃的溶胶封孔剂中浸泡5～10分钟，使溶胶封孔剂浸入镁合金微弧氧化陶瓷膜层的微孔，形成有效封孔，用蒸馏水冲洗干净；

（7）磁控溅射真空镀：

在微弧氧化陶瓷膜层表面磁控反应溅射沉积铬钛银（Cr/Ti/Ag）的复合金属多层膜；磁控反应溅射的真空室内平行设有铬（Cr）靶、银（Ag）靶和钛（Ti）靶；在真空室内的转架台上放置已经填充封孔处理好的镁合金盖板，控制转架台转速15 rpm，调节基底与靶材间的距离为8～12 cm；真空室内的真空达到10^-4数量级，工作气氛为纯氩气，控制氩气流量为10～30 sccm，保持气压在0.25～0.45 Pa；

调整基底温度为120 ℃，开启钛（Ti）靶电源，钛（Ti）靶的电流为0.05 A、负偏压100～200 V，磁控反应溅射150～300秒，在所述微弧氧化涂层上沉积纯钛（Ti）结合层；调整基底温度在150 ℃，控制氩气流量在12～16 sccm，开启铬（Cr）靶电源，铬（Cr）靶的电流为0.3 A、调整负偏压为0～50 V，磁控反应溅射30～60秒，在纯钛（Ti）结合层上形成铬单层，接着在铬单层表面用纯钛结合层工艺参数溅射沉积钛单层，溅射时间控制为15～30秒，铬单层和钛单（Ti）层组成铬钛膜层；制作铬钛膜层8～15层；调整基底温度至180 ℃，开启银靶电源，银靶的电流为0.50 A，负偏压150～220 V，磁控反应溅射5～15分钟；在最后沉积的铬钛多层膜层上沉积导电银（Ag）膜层，所述导电银（Ag）膜层的厚度为0.2～0.6 μm；所述铬钛膜层和导电银（Ag）膜层组成复合金属多层膜，所述复合金属多层膜的厚度为3～5 μm。