[发明专利]一种加弧辉光离子渗镀镁合金板的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加弧辉光离子渗镀镁合金板的方法，属有色金属表面改性的技术领域。

背景技术

镁合金由于其密度低、比强度高，加工、焊接性好，被广泛地应用于航空航天、汽车制造和电子工业。

但是镁是活泼金属，标准电极电位为-2.36V，其耐蚀性极差，即使在室温下，也会与空气发生氧化反应；镁合金的化学性质活泼，在潮湿和海洋气候环境中都会遭受严重的腐蚀；镁合金表面生成的氧化膜层疏松多孔，对基体的保护效果极其微弱，不能适应大多数恶劣环境的要求，因此也阻碍了镁合金的推广应用，对镁合金进行表面改性是改善其性能的有效途径。

目前，镁合金板的表面改性有许多方法，例如电化学镀法、阳极氧化、化学转化处理、激光表面改性、离子注入；电化学镀法生产成本低，但对环境的危害较大，且电化学涂层与基体的结合力差；阳极氧化表面改性产生的膜结构疏松，且得到的转化膜比较薄，不能作为长期防腐保护膜；激光表面改性后激光重熔使表面硬度会提高，熔敷层合金的均匀化存在问题；离子注入得到的改性层非常薄，往往无法满足所需要的表面性能，总之，这些现有的方法效果不佳，有的还处于研究之中。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的状况，采用加弧辉光复合渗镀技术，用钛、铜和镍制成复合靶，使镁合金板表面渗镀一层钛+铜+镍合金层，以提高镁合金表面的抗腐蚀和耐磨损性能。

 技术方案

本发明使用的化学物质材料为：镁合金板、钛棒、铜棒、镍棒、乙醇、氩气、砂纸，其准备用量如下：以毫米、毫升、厘米³为计量单位

镁合金板：AZ31B                 50 mm×50 mm×10 mm

钛棒：Ti                             Φ70 mm×50 mm

铜棒：Cu                            Φ50 mm×40 mm

镍棒：Ni                            Φ30 mm×30 mm

乙醇：C₂H₅OH                    2000 ml±5 ml

氩气：Ar                           100000 cm³±50 cm³

砂纸：SiC                          276 mm×230 mm×0.5 mm

渗镀方法如下： 

(1) 精选化学物质材料

对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制；

镁合金板：固体板状                 99.5 %

钛棒：固体块状                       99.99 %

铜棒：固体棒状                       99.9 %

镍棒：固体棒状                       99.9 %

乙醇：液态液体                       99.9 %

氩气：气态气体                       99.999 %

砂纸：固体纸状                       800目

(2) 打磨镁合金板表面

将镁合金板置于平板上，用砂纸打磨表面，使表面粗糙度为Ra=0.32-0.63 μm，并确定上面为正面；

(3) 制作复合靶

取钛棒：                       Φ70 mm×50 mm

取铜棒：                       Φ50 mm×40 mm

取镍棒：                       Φ30 mm×30 mm

将钛棒、铜棒和镍棒进行机械加工，镶嵌制成层状复合靶，复合靶尺寸为Φ70 mm×50 mm，靶芯为镍，中间靶为铜，外靶为钛；

(4) 清洗复合靶

将复合靶置于超声波清洗槽中，加入乙醇500 ml，进行清洗，时间10 min，清洗后晾干；

(5) 加弧辉光离子渗镀镁合金板表面

镁合金板的表面加弧辉光离子渗镀是在加弧辉光离子渗镀炉中进行的，是在真空状态、氩气保护、辉光电源、电弧电源、外水循环冷却下完成的；

① 清洁加弧辉光离子渗镀炉