[发明专利]以金属陶瓷纳米涂层对镁合金汽车轮毂表面改性的方法

说明书

本发明涉及表面改性涂层制备技术，旨在提供一种以金属陶瓷纳米涂层对镁合金汽车轮毂表面改性的方法。包括：采用等离子刻蚀工艺对镁合金汽车轮毂的基体表面进行粗化处理；取铝‑氧化铝、铍‑氧化铍、钼‑二硫化钼或镍‑氧化钍中的一种，与去离子水配置成金属陶瓷粉体水溶液，然后加入无水乙醇作为稀释剂；以金属陶瓷粉体水溶液作为喷涂液，采用辅以惰性气体为保护反应气氛的真空等离子喷涂工艺在镁合金轮毂表面进行喷涂，在镁合金轮毂表面获得金属陶瓷涂层。本发明提出以金属陶瓷粉体为改性涂层，在惰性气体环境下采用等离子喷涂技术可有效地提升AM60B镁合金汽车轮毂表面的耐腐蚀和耐磨损性能。

技术领域

本发明属于表面改性涂层制备技术，具体是一种采用真空等离子喷涂法制取应用于AM60B镁合金汽车轮毂的耐磨涂层材料的制备方法。

背景技术

汽车轮毂是汽车中不容忽视的一个重要组成零部件，它的质量好坏直接影响到整车的安全性和长期使用可靠性。镁合金因其低密度、高比强度、良好的减震降噪性等优势而有望成为汽车轮毂的新一代主流材料，但是由于目前镁合金轮毂的耐磨损、抗腐蚀性能依然不够理想，严重影响了镁合金在汽车轮毂领域的广泛应用。

已有文献报道采用电镀、化学镀或真空镀膜技术对汽车轮毂表面进行涂层改性处理，但是传统的这些改性技术要求使用大量的镀液，引起环境化学污染，因而存在一定的局限性；伴随着物质第四种形态—等离子体态的出现和深入研究，等离子态是由等量的带负电的电子和带正电的离子组成。处于等离子体状态下的物质微粒通过相互作用可以很快的获得高温、高焓、高活性，这些微粒将具有很高的化学活性和反应性，在一定条件下获得比较完全的反应产物。用等离子体技术处理对象分子材料，既改变材料的表面性质，又能保留原材料的优异性能，而且无污染。

等离子体喷涂技术是现有技术，相比于传统热源的热喷涂技术具备更佳的技术优势，但若涂层的工艺参数诸如等离子气体、气体流量、电弧的功率、供粉速度等调控不到位的话，就会造成产品缺陷。之前已有将金属陶瓷作为涂层原料用于金属表面耐磨改性，而且在汽车轮毂领域采用等离子体喷涂耐磨的金属陶瓷涂层的报道甚少，现有的汽车轮毂表面喷涂耐磨涂层在长期服役过程中仍然出现表面剥蚀、刻痕等缺陷。尤其是以镁合金为轻量材质的汽车轮毂在制件加工表面如果表面没有处理完全，如钝化效果较差时，由于高活性的镁合金容易在涂层界面处的氧分子很容易结合形成疏松的轻质氧化镁，进而导致较弱的涂层结合力，影响汽车轮毂的服役寿命。

为此，本发明在现有等离子喷涂技术的基础上附以真空处理技术，提出以具备高硬度高韧性的金属陶瓷为涂层原料，采用真空等离子体喷涂技术于AM60B镁合金基体表面改性制备金属陶瓷纳米涂层。通过进一步优化喷涂主要工艺参数进而改性现有镁合金轮毂涂层存在的易磨损、腐蚀性差、涂层结合力弱等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种以金属陶瓷纳米涂层对镁合金汽车轮毂表面改性的方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种以金属陶瓷纳米涂层对镁合金汽车轮毂表面改性的方法，包括下述步骤：

(1)采用等离子刻蚀工艺对镁合金汽车轮毂的基体表面进行粗化处理；

(2)取铝-氧化铝、铍-氧化铍、钼-二硫化钼或镍-氧化钍中的一种，与去离子水配置成浓度为0.1～0.5mol/L的金属陶瓷粉体水溶液；然后向该溶液中加入无水乙醇作为稀释剂，无水乙醇与去离子水的体积比为1∶1～5；

(3)以金属陶瓷粉体水溶液作为喷涂液，采用辅以惰性气体为保护反应气氛的真空等离子喷涂工艺在镁合金轮毂表面进行喷涂，在镁合金轮毂表面获得金属陶瓷涂层。

本发明中，所述等离子刻蚀工艺参数为：反应气氛为惰性气体N2，刻蚀速率为2～14μm/min，刻蚀时间5～12min。