專利名稱：一種鎂合金表面抗腐蝕復(fù)合涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域，提供了一種鎂合金表面復(fù)合涂層(微弧氧化層和難熔金屬鎢涂層)的制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度、良好吸震性和鑄造性等優(yōu)點，越來越受到人們的重視，在國防軍工、航空航天、汽車及日常民用等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，鎂合金的硬度較低，耐腐蝕性能很差，這制約著它的廣泛應(yīng)用。因此，對鎂合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硪蕴岣咂浞雷o(hù)性能便顯得十分重要。目前，用于鎂合金的表面處理技術(shù)主要有電子束物理氣相沉積、熱噴涂、電鍍和化學(xué)鍍等方法，但這些方法都有諸多不足之處。電子束物理氣相沉積要在真空狀態(tài)下進(jìn)行，難于處理較大工件和復(fù)雜零件，不易實現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；?。熱噴涂往往 要借助于等離子體或激光裝置，設(shè)備成本高，維護(hù)困難。電鍍和化學(xué)鍍所用鍍液往往對環(huán)境污染嚴(yán)重而被限制使用。本專利首先對鎂合金表面進(jìn)行微弧氧化，之后利用氣體化學(xué)反應(yīng)在微弧氧化層上得到難熔金屬鎢涂層，對鎂合金進(jìn)行雙重防護(hù)。微弧氧化是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合，在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓作用，生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層，該陶瓷膜層具有耐磨、耐蝕、高絕緣性、與基體結(jié)合良好等優(yōu)點，但往往不夠致密，針孔較多。因此，利用氣體反應(yīng)，在已經(jīng)微弧氧化的鎂合金基體上再生成一層具有高熔點、耐磨、耐蝕性極強(qiáng)難熔金屬鎢涂層，既起到了對微弧氧化層封孔的作用，又起到對鎂合金的雙重防護(hù)作用，同時，由于微弧氧化層的存在，使化學(xué)反應(yīng)得到的鎢涂層與基體結(jié)合更好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明首先在電解槽中對鎂合金基體進(jìn)行微弧氧化處理，得到微弧氧化陶瓷涂層，然后利用氣體WF6和H2之間的化學(xué)反應(yīng)得到難熔金屬鎢涂層。所用設(shè)備有微弧氧化裝置(電源及電解槽及配套設(shè)施)、氣體反應(yīng)溫度控制柜(要求控溫精度高)；加熱爐(內(nèi)設(shè)置工件擺放裝置，且有暢通的氣體流通管道)；尾氣吸收裝置(采用氫氧化鈉水溶液對尾氣進(jìn)行噴淋吸收，可達(dá)到環(huán)保要求)。一種鎂合金表面抗腐蝕復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于先后進(jìn)行微弧氧化和氣體化學(xué)反應(yīng)；微弧氧化槽液溫度40 50°C，槽液中Na2SiO3濃度為15 30g/L，NaF濃度為3. 4 4. 4g/L, NaOH濃度為8 12g/L，工作電壓320 380V，電流密度5 10A/dm2，占空比25% 35%，脈沖頻率520 580HZ，微弧氧化時間8 15min ;氣體化學(xué)反應(yīng)溫度控制在350 400°C，H2流量為5 5. 5L/min，WF6流量為7 7. 5g/min，升溫速度為10 15°C /min,降溫速度為8 12°C /min,化學(xué)反應(yīng)時間5 IOmin0本專利技術(shù)的主要特點(I)本專利操作簡單，整個過程自動控制，易實現(xiàn)工業(yè)批量生產(chǎn)；
(2)本專利設(shè)備簡單，投入少，見效快。(3)本專利適應(yīng)各種形狀、尺寸的鎂合金，應(yīng)用性廣；(4)本專利所得涂層為微弧氧化及致密鎢的復(fù)合涂層，對鎂合金的表面防護(hù)作用極強(qiáng)。


附圖I :帶有微弧氧化層和鎢涂層的鎂合金金相顯微照片；附圖2:工藝流程圖。
具體實施例方式微弧氧化采用不銹鋼陰極，槽液中Na2SiO3濃度為15 30g/L，NaF濃度為3. 4 4. 4g/L，NaOH濃度為8 12g/L，槽液溫度保持40 50°C，工作電壓320 380V，電流密度5 10A/dm2，占空比25% 35%，脈沖頻率520 580HZ，微弧氧化時間8 15min，得到微弧氧化層厚度為30 40 ii m。氣體化學(xué)反應(yīng)溫度控制在320 380°C，H2流量為5 5. 5L/min, WF6流量為7 7. 5g/min,升溫速度為10 15°C /min,降溫速度為8 12°C /min,化學(xué)反應(yīng)時間5 lOmin，得到鎢涂層的厚度為8 15iim。實例I :微弧氧化槽液溫度40°C，槽液中Na2SiO3濃度為15g/L，NaF濃度為3. 4g/L，NaOH濃度為8g/L，槽液溫度保持40°C，工作電壓320V，電流密度5A/dm2，占空比25%，脈沖頻率520HZ，微弧氧化時間8min，得到微弧氧化層厚度為30 y m ;氣體化學(xué)反應(yīng)溫度為3200C，H2流量為5L/min，WF6流量為7g/min，升溫速度為10°C /min,降溫速度為8°C /min,化學(xué)反應(yīng)時間8分鐘。得到鎢涂層厚度IOy m。放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的濃硝酸中一周，不見反應(yīng)。實例2 :微弧氧化槽液溫度45°C，槽液中Na2SiO3濃度為25g/L，NaF濃度為4g/L，NaOH濃度為10g/L，槽液溫度保持45°C，工作電壓350V，電流密度8A/dm2，占空比30%，脈沖頻率550HZ，微弧氧化時間12min，得到微弧氧化層厚度為35 y m ;氣體化學(xué)反應(yīng)溫度為350°C，H2流量為5. 2L/min，量為7. 2g/min，升溫速度為12°C /min,降溫速度為10°C /min，化學(xué)反應(yīng)時間10分鐘。得到鎢涂層厚度15 iim。放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的濃硝酸中一周，不見反應(yīng)。實例3 :微弧氧化槽液溫度50°C，槽液中Na2SiO3濃度為30g/L，NaF濃度為4. 4g/L，NaOH濃度為12g/L，槽液溫度保持50°C，工作電壓380V，電流密度10A/dm2，占空比35%，脈沖頻率580HZ，微弧氧化時間15min，得到微弧氧化層厚度為40 y m ;氣體化學(xué)反應(yīng)溫度為380°C，H2流量為5.量為7. 5g/min，升溫速度為15°C /min,降溫速度為12°C /min，化學(xué)反應(yīng)時間5分鐘，得到鎢涂層厚度8iim。放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的濃硝酸中一周，不見反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金表面抗腐蝕復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于先后進(jìn)行微弧氧化和氣體化學(xué)反應(yīng)；微弧氧化槽液溫度40 50°C，槽液中Na2SiO3濃度為15 30g/L，NaF濃度為.3. 4 4. 4g/L，NaOH濃度為8 12g/L，工作電壓320 380V,電流密度5 10A/dm2，占空比25% 35%，脈沖頻率520 580HZ，微弧氧化時間8 15min ;氣體化學(xué)反應(yīng)溫度控制在.350 400°C，H2流量為5 5. 5L/min, WF6流量為7 7. 5g/min,升溫速度為10 15°C /min,降溫速度為8 12°C /min,化學(xué)反應(yīng)時間5 lOmin。
全文摘要
一種鎂合金表面抗腐蝕復(fù)合涂層的制備方法屬于材料腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域。先后進(jìn)行微弧氧化和氣體化學(xué)反應(yīng)；微弧氧化槽液溫度40～50℃，槽液中Na2SiO3濃度為15～30g/L，NaF濃度為3.4～4.4g/L，NaOH濃度為8～12g/L，工作電壓320～380V，電流密度5～10A/dm2，占空比25％～35％，脈沖頻率520～580HZ，微弧氧化時間8～15min；氣體化學(xué)反應(yīng)溫度350～400℃，H2流量為5～5.5L/min，WF6流量為7～7.5g/min，升溫速度為10～15℃/min，降溫速度為8～12℃/min，化學(xué)反應(yīng)時間5～10min。本發(fā)明可得到致密、均勻、抗腐蝕性極強(qiáng)的涂層。
文檔編號C25D11/30GK102677053SQ20121000635
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者吳玉鋒, 張永志, 李輝, 范愛玲, 馬捷, 魏建忠 申請人:北京工業(yè)大學(xué)