专利名称：一种具有铝锌系表面耐蚀涂层的汽车摩托车镁合金轮毂的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有铝锌系表面耐蚀涂层的汽车摩托车镁合金轮毂。
背景技术：
现有的汽车摩托车轮毂普遍采用的是铝合金为主体骨架，由于镁的重量比铝还轻，且镁合金还具有好的阻尼减震性能，所以用镁替代铝是减轻汽车重量的一个趋势，这样可以降低能耗，提高速度。
镁及镁合金具有密度低、比强度高、加工焊接和阻尼性能良好及尺寸稳定、价格低廉等优点而受到人们的重视及广泛应用，目前已成功地应用于航空、汽车制造和电子等领域。镁合金的汽车摩托车轮毂也成为市场的新宠。但是，镁合金汽车摩托车轮毂虽具有传统轮毂所不能比的优点，也还存在一些目前尚未有效克服的缺陷，主要是其表面的耐腐蚀性问题。
镁的化学性质很活泼，其标准电极电位只有-2.37V，是常用金属中电极电位最低的。虽然镁在空气中也能形成保护性的氧化膜，但这种膜很脆，不致密，远不如铝合金氧化膜坚实，故耐蚀性很差。为了提高镁合金的耐腐蚀性能，国内外科技工作者做了大量的研究工作，但目前通用的防腐表面处理依然是传统的表面防护技术，如阳极氧化处理，化学镀镍，环氧树脂密封，油漆或搪瓷等，这些表面处理涂层较薄，耐蚀性受到一定限制，电镀和阳极氧化均存在受设备尺寸限制和排放废液污染的问题。因此，世界各国相继开展了镁合金表面等离子微弧阳极氧化、激光表面热处理和激光表面合金化以及物理气相沉积、化学气相沉积或电子束蒸发等表面处理方法的研究，这些现代的镁合金表面改性技术利用设备优势可以得到比产同表面处理优异的防蚀层，但除微弧阳极氧化只须简单的电源(要求高电压和高电流，生产成本高)以外，其他技术均须特殊的昂贵设备或需在真空等苛刻的条件下进行，除航空航天或军事等高附加值领域的特殊部件能够采用这些技术外，其他领域的产品难以承受这样高昂的成本，因此其市场前景受到了一定的限制。
由于镁合金目前存在的上述问题，使得汽车摩托车镁合金轮毂在广泛应用方面还受到很大的限制。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有汽车摩托车镁合金轮毂存在的问题，提供一种具有铝锌系表面耐蚀涂层的汽车摩托车镁合金轮毂，通过在镁合金轮毂表面获得较厚、结合较好、强度较高、耐蚀性优良的涂层，提高镁合金表面的耐腐蚀性能，制造成本低。
本实用新型的技术方案如下本汽车摩托车镁合金轮毂是以镁合金基础材料层为整个轮毂的主体骨架，其特点是在镁合金基础材料层之上结合有通过热喷涂形成的Al-Zn系合金中间层，并在Al-Zn系合金中间层表面还结合有通过热喷涂形成的Al涂层。
设计Al-Zn系合金中间层的原因是纯Al的熔点660.24℃，而镁的熔点为650℃，铝及镁的合金熔点相近，又由于镁易燃烧，所以为铝镁的熔敷和扩散工艺造成较大的难题。而Zn的熔点只有419.5℃，Al-Zn，MgZn及Al-Mg-Zn共晶的熔点则还要低，有利于扩散层的形成及涂层结合强度的提高。此中间层的加入可作为梯度材料，其加热时易和基体形成低熔点的MgZn，MgZn2共晶，同时又可和表层的Al涂层形成Al-Zn及Al-Mg-Zn三元共晶，这种涂层因含Zn所以耐环境中的碱性物质的浸蚀，而环境中的酸性及硫和硫化物则靠Al涂层防腐。进一步，在Al-Zn系合金中间层表面通过热喷涂结合有一层Al做为表面涂层，由于铝合金表面的氧化膜非常致密，具有良好的耐蚀性，铝和镁均属于轻合金，两种元素具有良好的相容性，并且两者结合性能优良，因此在镁合金表面形成一定量的镁铝化合物，可以提高表面电极电位，减少电偶腐蚀的倾向，对基体镁合金起到很好的保护作用。
可见，将上述两层保护层结合在轮毂的主体骨架表面，尤其是中间结合Al-Zn系合金中间层，既达到了对镁合金主体材料的有效保护，又解决了表面的铝涂层与基体的镁合金材料层有效结合的难题，结合力好、强度较高、提高镁合金表面的耐腐蚀性能，而且制降低了制造成本，是镁合金轮毂可以得到更广泛的应用。
图1是本实用新型的整体外型结构图；图2是图1中A-A或B-B部的局部剖面示意图。
参见图1和图2，这是一个具有铝锌系表面耐蚀涂层的摩托车镁合金轮毂，其外型结构与现有的轮毂相同。而从其断面来看，具有与现有轮毂不一样的结构镁合金基础材料层1为整个轮毂的主体骨架，在镁合金基础材料层之上结合有通过热喷涂形成的Al-Zn系合金中间层2，并在Al-Zn系合金中间层2表面结合有通过热喷涂形成的Al涂层3，在Al涂层之上还结合有装饰层4，该装饰层可以根据需要喷涂不同颜色的油漆。
上述结构层是采用以下置备工艺获得(1)首先采用喷砂对轮毂的镁合金基础材料层表面进行清除杂物并粗化处理；(2)然后在镁合金基础材料层上热喷涂Al-Zn系合金作为中间层；(3)再在Al-Zn系合金作为中间层之上热喷涂Al作为表面涂层；(4)然后进行低温扩散处理，扩散温度在200-430℃，扩散时间在1-20小时；(5)最后对轮毂表面进行涂装处理，获得装饰层。
当然，无论是摩托车轮毂还是汽车轮毂，无论其具体结构如何，在镁合金基体的表面均可以通过喷涂和表面涂装的方式进行耐蚀防护处理，表面涂层的结构方式是相同的，每一层的厚薄可以通过喷涂工艺参数进行调整。
权利要求1.一种具有铝锌系表面耐蚀涂层的汽车摩托车镁合金轮毂，整个轮毂是以镁合金基础材料层为主体骨架，其特征在于在镁合金基础材料层之上结合有通过热喷涂形成的Al-Zn系合金中间层，并在Al-Zn系合金中间层表面还结合有通过热喷涂形成的Al涂层。
2.根据权利要求1所述的汽车摩托车镁合金轮毂，其特征在于在Al涂层之上还结合有装饰层。
专利摘要本实用新型涉及一种具有铝锌系表面耐蚀涂层的汽车摩托车镁合金轮毂，整个轮毂是以镁合金基础材料层为主体骨架，其特点是在镁合金基础材料层之上结合有通过热喷涂形成的Al－Zn系合金中间层，并在Al－Zn系合金中间层表面还结合有通过热喷涂形成的Al涂层。本轮毂由于在中间结合Al－Zn系合金中间层，既达到了对镁合金主体材料的有效保护，又解决了表面的铝涂层与基体的镁合金材料层有效结合的难题，结合力好、强度较高、提高镁合金表面的耐腐蚀性能，而且制降低了制造成本，是镁合金轮毂可以得到更广泛的应用。
文档编号B60B1/00GK2714350SQ200420060580
公开日2005年8月3日 申请日期2004年7月30日 优先权日2004年7月30日
发明者张津, 孙智富 申请人:重庆工学院