[发明专利]一种7075铝合金表面防腐蚀耐磨复合涂层及其制备方法

说明书

一种7075铝合金表面防腐蚀耐磨复合涂层及其制备方法，所述复合涂层由底层和面层组成，底层为WC‑Co材料，面层为WC‑10Co4Cr材料。所述制备方法步骤是铝合金表面清洗除油粗化；在压缩空气10000～11000升/分钟，丙烯或丙烷100～150升/分钟，氮气9～12升/分钟，氢气10～15升/分钟，送粉速率100～150克/分钟，喷涂距离180～210毫米条件下，超音速火焰喷涂分别制备底层WC‑Co和面层WC‑10Co4Cr；用150～600#金刚石砂轮研磨至工件设计尺寸，再采用60微米、30微米、15微米、8微米、2微米、0.5微米金刚石砂带逐级抛光面层至所需的光亮度。所述复合涂层可显著增强7075铝合金的耐磨与防腐性，适用于承受载荷或长期服役于海洋性气候下的高强铝合金表面处理。

技术领域

本发明涉及一种7075铝合金表面防腐蚀耐磨复合涂层及其制备方法，属于材料表面处理技术领域。

背景技术

7075铝合金是高强变形铝合金，具有比强度高、断裂韧性好、加工性能及焊接性能优良等一系列优点，在车辆、船舶领域有着广泛的用途，尤其是在航空航天领域更是不可或缺的材料，广泛用于制造飞机的主要受力零件，如大梁、桁条、翼肋、起落架、倾斜器等零部件。与其他牌号铝合金相比，高强铝合金的腐蚀问题更为突出，容易发生点蚀、晶间腐蚀、剥落腐蚀等，进而严重降低飞机的疲劳性能。

为提高7075铝合金关键部件的表面耐磨、防腐及抗疲劳性能，目前国际上推行采用爆炸喷涂或超音速火焰喷涂技术替代传统电镀硬铬技术进行表面防护，如喷涂WC-Co类涂层材料来增强7075铝合金的机械性能和抗电化学腐蚀性能，但结果表明WC-Co类材料对提高7075铝合金耐磨性方面效果良好，但抗腐蚀性能并不理想（M. Couto, et.al,Comparison of the mechanical and electrochemical properties of WC-17 and 12Cocoatings onto Al7075-T6 obtained by high velocity oxy-fuel and cold gasspraying,《Surface & Coatings Technology》,268 (2015) 180-189）。后有研究者对WC-Co材料进行改进，以纳米粉末替代常规喷涂粉末制备了纳米WC-Co涂层，但其对涂层抗腐蚀性能的提高仍不显著（A. Lekatou, et.al, A comparative study on themicrostructure and surface property evaluation of coatings produced fromnanostructured and conventional WC–Co powders HVOF-sprayed on Al7075,《Surface& Coatings Technology》,276 (2015) 539-556）。在WC-Co金属陶瓷材料中添加一定量的Cr，制备了WC-10Co4Cr喷涂材料，具有钝化特性，在保持高硬度高耐磨性的同时提高了涂层的耐腐蚀性能，是目前钢铁部件广泛应用的防护涂层。在7075高强铝合金表面喷涂WC-10Co4Cr涂层后结果表明，能显著提高铝合金基材的抗疲劳性能（E.S. Puchi-Cabrera,et.al, Fatigue behavior of AA7075-T6 aluminum alloy coated with a WC-10Co4Crcermet by HVOF thermal spray, 《Surface & Coatings Technology》, 220 (2013)122–130），但长期服役后的抗腐蚀性能不够理想。