镁合金构件表面耐腐蚀涂层的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种儀合金表面处理方法。
【背景技术】
[0002] 儀合金具有很高的比强度、比刚度、比弹性模量，还具有良好的导热、导电性、尺寸 稳定性、电磁屏蔽性、可加工性等优点，在航空、航天、汽车、机械等方面有广阔的应用前景， 被誉为"21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料"。也是实际应用中最轻的金属结构 材料之一。
[0003] 然而，儀是一种非常活泼的金属，具有极高的化学和电化学活性，极易被腐蚀，即 使将其置于空气中，它的表面都会形成一种很薄的氧化膜，大大地限制了它的应用范围，因 而，儀合金的防护问题越来越受到人们的重视。
[0004] 目前，儀合金表面防护多用等离子体微弧阳极氧化、电锻、电化学锻等方法，但该 些方法在起到防护作用的同时，还会产生一些负面的影响。比如电锻和电化学锻往往会带 来环境的污染。
[0005] 还可W在儀合金表面进行热喷涂，如儀合金表面热喷涂侣合金等，但是由于热喷 涂时温度较高，会引起儀合金的相变、部分元素分解和挥发W及氧化等。因此，急需探索一 种节能、环保和高效的防护技术。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种儀合金构件表面 耐腐蚀涂层的制备方法。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为；一种儀合金构件表面耐腐蚀涂层 的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0008] 表面预处理；对儀合金构件表面进行刻槽，刻槽后进行喷砂处理，然后用丙酬洗 净；
[0009] 涂层制备；采用冷喷涂在儀合金构件表面制备纳米M-化合金涂层，A1和化的 质量比为1: 1，儀合金构件固定不动，喷枪对其直线喷涂，喷涂气体采用氮气，载气温度为 500°C~600°C，送粉压力为3. 5MPa~4. 5MPa，喷涂距离为20~35mm，气体流量为60~ 70m3/虹，送粉量为2. 8~3. 5m3/虹。
[0010] 聚氯己締封孔；将聚氯己締平铺在涂层上面，厚度约为50~200ym，在150~ 200°C的干燥炉中加热50~80min后取出。涂层成功制备后对其进行盐雾腐蚀试验。
[0011] 进一步，所述的刻槽条件如下；使用Ansys软件对刻槽方案进行仿真模拟分析，采 用V型槽，槽均匀分布于儀合金构件表面且槽与槽之间无间隔，并且采用如下之一的槽型； [001引 第一种；槽宽3. 65mm，槽深5mm，底部圆角半径R0. 5mm，倒V型顶尖宽0. 3mm;
[001引第二种：槽宽3. 65mm，槽深5mm，底部圆角半径R1. 0mm，倒V型顶尖宽0. 3mm;
[0014] 第S种；槽宽3. 65mm，槽深5mm，底部圆角半径R1. 25mm，倒V型顶尖宽0. 3mm;
[00巧]第四种：槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角30。；
[001引第五种：槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角60。。
[0017] 与现有技术相比，本发明的优点在于；采用冷喷涂可W避免现有技术中提到的各 种防护措施的弊端。在提高构件及装备轻量化的同时，提高其技术指标、可靠性和安全期服 役性能，必将产生重大的经济效益，为儀合金的大量应用提供防护技术基础。
[0018] 相比其它传统的涂层制备方法，本发明采用冷喷涂工艺，能够使纳米M-化合金 粉末的纳米结构完整的保留下来，从而使其优异的性能得到保留。对制备好的M-化合金 涂层采用聚氯己締进行封孔处理，制备出的复合涂层对基体的保护作用进一步加强，耐腐 蚀性能进一步提高。
[0019] 儀合金表面冷喷涂M-化合金/聚氯己締防腐复合涂层的研究还较少，儀合金由 于其自身易氧化的因素也对冷喷涂工艺提出了较高的要求，因此冷喷涂工艺条件也至关重 要。
【附图说明】
[0020] 图1为冷喷涂涂层制备不意图。
[0021] 图2为实施例1所得涂层显微组织照片。
[0022] 图3为实施例2所得涂层显微组织照片。
[0023] 图4为实施例3所得涂层显微组织照片。
【具体实施方式】
[0024]W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0025] 实施例1 ;
[0026] ①刻槽方案对儀合金基体进行刻槽，槽应当均匀分布于基体表面且槽与槽之间无 间隔，采用V型槽，槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角30 °，刻槽后进行喷砂处理，然后用丙酬洗 净。
[0027] ②设置喷涂工艺参数：
[002引送粉气体；氮气；气体温度；500°C;喷涂距离；30mm;气体压力；3. 5MPa;气体流 量；70m3/虹；送粉量；2. 8m3/虹。
[0029] ⑨对步骤①处理的儀合金基体进行喷涂，如图1所示，儀合金构件1固定不动，喷 枪2对其直线喷涂。
[0030] ④采用聚氯己締对步骤⑨处理的涂层进行封孔处理。厚度为100ym，在170°C的 干燥炉中加热60min后取出。
[0031] ⑥结合图2所示，对制备好的涂层进行盐雾试验及微观组织结构分析。
[0032]
[003引实施例2;
[0034] ①刻槽方案对儀合金基体进行刻槽，槽应当均匀分布于基体表面且槽与槽之间无 间隔，采用V型槽，槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角30°，刻槽后进行喷砂处理，然后用丙酬洗 净。
[00巧]②设置喷涂工艺参数：
[003引送粉气体：氮气；气体温度；550°C;喷涂距离；30mm;气体压力；4.OMPa;气体流 量；65m3/虹；送粉量；3. 0m3/虹。
[0037] ⑨对步骤①处理的儀合金基体进行喷涂，儀合金构件固定不动，喷枪对其直线喷 涂。
[0038] ④采用聚氯己締对步骤⑨处理的涂层进行封孔处理。厚度为100ym，在170°C的 干燥炉中加热60min后取出。
[0039] ⑥结合图3所示，对制备好的涂层进行盐雾试验及微观组织结构分析。
[0040]
[0041] 实施例3;
[0042] ①刻槽方案对儀合金基体进行刻槽，槽应当均匀分布于基体表面且槽与槽之间无 间隔，采用V型槽，槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角30 °，刻槽后进行喷砂处理，然后用丙酬洗 净。
[0043] ②设置喷涂工艺参数：
[0044] 送粉气体；氮气；气体温度；600°C;喷涂距离；30mm;气体压力；4. 5MPa;气体流 量；60m3/虹；送粉量；3. 5m3/虹。
[0045] ⑨对步骤①处理的儀合金基体进行喷涂，儀合金构件固定不动，喷枪对其直线喷 涂。
[0046] ④采用聚氯己締对步骤⑨处理的涂层进行封孔处理。厚度为100ym，在170°C的 干燥炉中加热60min后取出。
[0047] ⑥结合图4所示，对制备好的涂层进行盐雾试验及微观组织结构分析。
[0048]
【主权项】
1. 一种镁合金构件表面耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 表面预处理：对镁合金构件表面进行刻槽，刻槽后进行喷砂处理，然后用丙酮洗净； 涂层制备：采用冷喷涂在镁合金构件表面制备纳米Al-Zn合金涂层，Al和Zn的质量比 为1:1，镁合金构件固定不动，喷枪对其直线喷涂，喷涂气体采用氮气，载气温度为500 °C~ 600°C，送粉压力为3. 5MPa~4. 5MPa，喷涂距离为20~35mm，气体流量为60~70m3/hr，送 粉量为2. 8~3. 5m3/hr ; 聚氯乙烯封孔：将聚氯乙烯平铺在涂层上面，厚度为50~200 y m，在150~200°C的干 燥炉中加热50~80min后取出。2. 根据权利要求1所述的镁合金构件表面耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于所述的 刻槽条件如下：采用V型槽，槽均匀分布于镁合金构件表面且槽与槽之间无间隔，并且采用 如下之一的槽型： 第一种：槽宽3. 65mm，槽深5mm，底部圆角半径R0. 5mm，倒V型顶尖宽0? 3mm ; 第二种：槽宽3. 65mm，槽深5mm，底部圆角半径RL Omm，倒V型顶尖宽0? 3mm ; 第三种：槽宽3. 65mm，槽深5mm，底部圆角半径RL 25mm，倒V型顶尖宽0. 3mm ; 第四种：槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角30° ; 第五种：槽宽2. 67mm，槽深5mm，夹角60° 〇
【专利摘要】一种镁合金构件表面耐腐蚀涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤表面预处理：对镁合金构件表面进行刻槽，刻槽后进行喷砂处理，然后用丙酮洗净；涂层制备：采用冷喷涂在镁合金构件表面制备纳米Al-Zn合金涂层，聚氯乙烯封孔：将聚氯乙烯平铺在涂层上面。采用冷喷涂工艺，能够使纳米Al-Zn合金粉末的纳米结构完整的保留下来，从而使其优异的性能得到保留。对制备好的Al-Zn合金涂层采用聚氯乙烯进行封孔处理，制备出的复合涂层对基体的保护作用进一步加强，耐腐蚀性能进一步提高。
【IPC分类】C23C24/08, B82Y40/00
【公开号】CN104988492
【申请号】CN201510434026
【发明人】马冰, 贾利, 冯胜强, 刘光, 郑子云, 刘红伟, 崔烺, 陈杰, 李娜, 杨武林
【申请人】中国兵器科学研究院宁波分院
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月22日