[发明专利]一种镁合金表面润滑耐磨复合膜层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种镁合金表面润滑耐磨复合膜层及其制备方法，涉及镁合金表面处理技术领域。所述镁合金表面润滑耐磨复合膜层的制备方法为：将镁合金表面预处理后，采用磁控溅射法依次溅射上Al层、Al₂O₃层、MoS₂层，形成Al/Al₂O₃/MoS₂复合膜层。所述镁合金表面润滑耐磨复合膜层中Al层厚度为7~9um，Al₂O₃层厚度为3~5um，MoS₂层厚度为2~3um，膜层表面分布有近圆形的纳米级颗粒物质，在复合膜层作用下，镁合金不仅具有良好的耐蚀性能，综合摩擦性能更是表现地十分优异，满足了镁合金作为运动部件使用时，既有一定的耐腐蚀性能，又有良好的摩擦学性能的要求。

技术领域

本发明涉及镁合金表面处理技术领域，具体涉及一种镁合金表面润滑耐磨复合膜层及其制备方法。

背景技术

镁合金是一种最轻的工程结构金属材料，具有密度低、强度低、可再生等特点，在机械、汽车、航空航天、通信等领域的应用越来越广泛，然而，与同样质轻的铝合金相比，虽然镁合金的密度减少了三分之一，但镁的化学性质更活泼，在使用过程中更易与空气中氧气等发生反应，从而发生腐蚀，所以，通常会采用表面改性处理工艺来提高其耐蚀性能。

镁合金常用的表面处理方法有化学处理、电镀、阳极氧化、微弧氧化等，其中，微弧氧化技术（MAO）作为一种较新的表面处理工艺，使得镁合金表面原位生成一层陶瓷膜层，可以提高镁合金的耐腐蚀性能。

但是，当镁合金作为运动部件使用时，需要镁合金不仅要有良好的耐腐蚀性能，更重要的是要求其表面要有较好的综合摩擦性能，其包括较好的耐磨性、润滑减摩性等，镁合金在微弧氧化过程中形成的膜层中MgO等氧化物的硬度高，耐磨性好，但摩擦系数较高，润滑减摩能力差，同时，耐磨寿命也较短，综合摩擦性能明显较差。

因此，亟需一种镁合金表面处理膜层，使得镁合金表面在具有良好耐腐蚀性能，兼具优异的综合摩擦性能。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种镁合金表面润滑耐磨复合膜层及其制备方法。具体的，本发明采用磁控溅射法，在镁合金表面依次溅射Al层、Al₂O₃层和MoS₂层，形成Al/Al₂O₃/MoS₂复合膜层，所述镁合金表面润滑耐磨复合膜层不仅具有较好的耐腐蚀性能，还具备优异的耐磨性及减摩性能，可以满足镁合金作为运动部件使用时的性能需求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供了一种镁合金表面润滑耐磨复合膜层的制备方法，包括以下步骤：

（1）将镁合金试样进行表面预处理；

（2）采用Al靶材，在步骤（1）表面预处理后的镁合金试样上溅射Al膜；

（3）更换靶材为Al₂O₃靶，在步骤（2）表面附着Al膜的镁合金试样上溅射Al₂O₃膜；

（4）更换靶材为MoS₂靶，在步骤（3）表面附着Al膜和Al₂O₃膜的镁合金试样上溅射MoS₂膜，取出镁合金试样，即得镁合金表面润滑耐磨复合膜层。

优选的，步骤（1）中，所述的镁合金为AZ91D镁合金、AZ31B镁合金、AM60镁合金或WE43镁合金中的一种。