[发明专利]耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法

说明书

本发明涉及耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法。该带有多级防护涂层的镁合金包括：镁合金基底，以及多级防护涂层，多级防护涂层包括：设置于镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，设置于镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层，和设置于环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。该带有多级防护涂层的镁合金有效地结合了微弧氧化层的优良附着性和有机涂层的优良防腐效果。该带有多级防护涂层的镁合金的制备方法价格便宜、工艺简单、适合大面积、大规模的镁合金处理，适合大面积工业化的推广。该带有多级防护涂层的镁合金的特点是附着力好，表现出优异的耐盐雾性能，耐中性盐雾实验可大于1000小时，可以应用于汽车工业、航空工业中。

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理技术领域，具体而言，涉及一种高耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法。

背景技术

镁是一种重要的绿色轻质金属材料(密度为1.74g/cm³)，镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。随着节能减排和环境保护的需求，镁合金材料具有高比强度、好的减震性、镁矿产资源丰富和可循环利用等优点。这些优点使镁合金在汽车工业、航空工业等领域具有广阔的应用前景。发展高强度、高塑性镁合金材料的同时，提高耐蚀性是扩大镁合金材料实际应用的重要策略。

镁的标准电极电势较负，其值为-2.37V(相比于标准氢电极(NHE))，比铁低大约2V，比铝低大约0.7V。镁的化学活性较高，非常容易腐蚀。目前，提高镁合金材料的耐腐蚀性的方法主要有两种：一种是镁合金材料中加入合金元素，从材料自身改进镁合金的耐腐蚀性；二是采用表面防护技术，常见的技术有化学转化、阳极氧化、微弧氧化、电镀、化学镀、有机涂层等，这主要是通过在镁合金表面生成保护层，从而隔离镁合金材料和腐蚀介质，这能够有效地提高镁合金材料的耐腐蚀性能。从目前的研究和现状来看，单一的镁合金表面处理涂层难以使变形镁合金(如AZ31等)的耐中性盐雾实验达到1000小时以上。换言之，微弧氧化膜或有机涂层不适合单独用作防腐膜。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种带有多级防护涂层的镁合金，包括：镁合金基底，以及多级防护涂层，多级防护涂层包括：

-设置于镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，

-设置于镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层，和

-设置于环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。

进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，镁合金微弧氧化层具有大约5μm～大约20μm的厚度，环氧底漆层具有大约10μm～大约30μm的厚度，并且聚氨酯面漆层具有大约10μm～大约50μm的厚度。

进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，镁合金基底选自由以下组成的组：AZ21系列镁合金、AZ31系列镁合金、AZ91系列镁合金和ZE41系列镁合金。

进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，带有多级防护涂层的镁合金根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于大约1000小时，优选大于大约1100小时，最优选大于大约1200小时。

进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，带有多级防护涂层的镁合金采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价，生锈达10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价，剥落达0级。

根据本发明的另一方面，提供了一种带有多级防护涂层的镁合金制备方法，包括以下步骤：

-镁合金基底的预处理，包括打磨镁合金基底，对经打磨的镁合金基底依次进行酸洗、纯洗处理，以获得预处理的镁合金基底；