专利名称：一种轻合金元件复合涂层的制备方法
技术领域：
本发明涉及轻合金材料元件表面涂层领域，具体涉及到轻合金材料元件表面复合涂层的制备方法。
背景技术：
随着国家节能减排等相关政策的出台，轻合金(如铝合金、镁合金或钛合金等)作为替代钢等金属材料以减轻零部件的重量已经在航空、航天、兵器和民用工业得到大量应用和提倡，但是轻合金存在硬度低、易粘连、高温易氧化等缺陷，严重限制了轻合金的应用范围。为了克服轻合金材料存在的上述缺陷，目前已有通过微弧氧化技术来制备轻合金材料的防护涂层，但是通过微弧氧化制备的氧化物陶瓷涂层存在烧蚀孔洞、形成一定厚度的疏松层，造成涂层摩擦系数较大、耐磨损性能差，故需要对涂层进行封孔处理，现有封孔技术单一，难以满足高温长时间耐磨损的功能性要求。而目前存在的作为制备耐磨、隔热涂层的等离子喷涂技术，由于等离子喷涂时火焰温度达到20000°C左右，直接对轻合金基体表面进行喷涂耐磨复合涂层易造成轻合金元件氧化、烧蚀，并且易造成轻合金元件的变形，尤其是针对薄壁零件的喷涂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轻合金元件复合涂层的制备方法，以改善轻合金元件的耐磨损性和耐腐蚀性。本发明的目的是这样实现的一种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于 它包括(1)打磨轻合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO. 47以上；(2)将通过步骤(1)处理后的轻合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；(3)将通过步骤( 处理后的轻合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层；(4)将通过步骤( 处理后的轻合金元件采用超声波清洗，并对轻合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将通过步骤(4)处理后的轻合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_ Cr3C2 涂层或 Ni_Cr_Al_Y 涂层；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的轻合金元件进行研磨处理；所述轻合金元件为铝合金元件、镁合金元件或钛合金元件。发明人通过长期的理论研究和大量的试验，提出本发明轻合金元件复合涂层的制备方法，解决了制备涂层时轻合金元件易氧化、烧蚀，造成轻合金元件变形，制备的涂层表面有孔洞、不够致密、耐磨性不高的技术问题，提高了轻合金元件的耐磨损性能，而且较大程度地提高了轻合金元件的耐腐蚀性能；本发明方法不仅适用于小型轻合金元件，也适用于大型轻合金零部件；不仅适用于圆形、方形等规则形状的轻合金元件，也适用于椭圆形、 扁形等任意形状的轻合金元件。为了进一步提高轻合金元件耐磨损性和耐腐蚀性等综合性能，上述步骤(3)中， 当上述轻合金为铝合金时，其微弧氧化处理的参数为电流密度4 6A/dm2、电压0 600V、 占空比30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间90 150min ； 当上述轻合金为镁合金时，其微弧氧化处理为电流密度1. 3A/dm2、电压0 380V、占空比 20%、频率600 800Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间50 80min ；当上述轻合金为钛合金时，其微弧氧化处理为电流密度1. 8A/dm2、电压0 400V、占空比30%、频率700 900Hz、处理温度为室温 ;35°C、处理时间30 50min。为了更进一步提高轻合金元件耐磨损性和耐腐蚀性等综合性能，上述步骤(5) 中，喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层时，所述喷涂的工艺参数为电压75V、电流460 500A、喷涂距离 100mm、氩气压力 0. 7Mpa、氩气流量 80L · 1Τ\Η2 压力 0. 4Mpa、H2 流量 15L · IT1 ；喷涂 Ni_Cr_ A1_Y涂层时，所述喷涂的工艺参数为电压80V、电流500 520A、喷涂距离100mm、氩气压力 0. 8Mpa、氩气流量 90L · h、H2 压力 0. 4Mpa、H2 流量 16L · 1Γ1。针对铝合金元件，为了提高通过上述微弧氧化处理在铝合金元件表面制备的Al2O3 陶瓷涂层厚度和表面粗糙度，所述微弧氧化处理的参数优选为电流密度6A/dm2、占空比 30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间120 150min。为了提高上述轻合金元件耐磨损涂层的结合力和均勻性等综合性能，上述步骤 (5)优选在等离子喷涂前将铝合金元件在100 150°C预热处理，且预热处理后1分钟之内对铝合金元件进行等离子喷涂处理。为了提高通过上述微弧氧化处理在上述轻合金元件表面制备的涂层厚度和表面粗糙度，所述微弧氧化处理具体为将轻合金元件装夹在微弧氧化处理工装上，使轻合金元件与工装牢固结合，将装夹好的轻合金元件放入微弧氧化电解槽中进行微弧氧化处理，所述微弧氧化处理采用的电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，优选以去离子水配制，去离子水水质要求优选10ΜΩ · cm@25°C以上，配制所述电解液的其它原料均优选采用分析纯级别的原料；在所述微弧氧化处理中，轻合金元件装夹好后不能出现松动现象，可根据轻合金元件结构特点制备专用装夹工装，或者在轻合金工件表面制备工艺螺孔，并制备轻合金螺钉与工艺孔连接。上述步骤(1)中所述打磨，优选采用砂纸对磨损面进行打磨，砂纸粒度在800目以下，如果表面粗糙度较大，需采取砂纸由粗到细的打磨方式。上述步骤O)中所述对轻合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理，优选首先采用酒精、乙酸乙酯等溶剂除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水对轻合金元件进行冲洗。为了更好地去除上述轻合金元件涂层表面微弧氧化溶液的碱性凝固物，并提高涂层的表面清洁度，上述步骤中所述超声波清洗，优选首先采用乙酸乙酯或者无水乙醇对微弧氧化涂层进行充分清洗10分钟以上，再采用去离子水进行超声清洗20分钟以上。上述步骤(4)中所述的对轻合金元件表面非磨损面进行保护处理，优选采用高温胶带、铝薄板等防护层材料粘贴、包裹非磨损面，以便于在上述步骤(5)等离子喷涂后去除所述防护层材料。
上述轻合金元件复合涂层的制备方法优选在上述步骤( 后、上述步骤(6)前，对涂层轻合金元件进行超声除油。具体地说，一种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金为铝合金，它包括(1)采用粒度在800目以下的砂纸打磨铝合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO. 47以上；(2)对通过上述步骤(1)处理后的铝合金元件采用酒精或乙酸乙酯除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水对铝合金元件进行冲洗；(3)将通过上述步骤( 处理后的铝合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层； 所述微弧氧化处理为将铝合金元件装夹在微弧氧化处理工装上，使铝合金元件与工装牢固结合，将装夹好的铝合金元件放入微弧氧化电解槽中进行微弧氧化处理，电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，所述微弧氧化处理的参数为电流密度6A/dm2、电压0 600V、占空比30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间120 150min ；(4)首先采用乙酸乙酯或者无水乙醇对经过上述步骤(3)所述微弧氧化处理后的铝合金元件涂层清洗10分钟以上，再采用去离子水进行超声波清洗20分钟以上，采用高温胶带或铝薄板粘贴、包裹非磨损面；(5)将通过上述步骤(4)处理后的铝合金元件于100 150°C条件下进行预热处理，且在所述预热处理后1分钟之内对所述铝合金元件通过等离子喷涂设备喷涂
Cr3C2涂层或Ni_Cr_Al_Y涂层，喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层的工艺参数为电压75V、电流460 500A、喷涂距离100mm、氩气压力0. 7Mpa、氩气流量80L .IT^H2压力0. 4Mpa、H2流量15L ^tT1 ； 喷涂Ni_Cr_Al_Y涂层的工艺参数为电压80V、电流500 520A、喷涂距离100mm、氩气压力 0. 8Mpa、氩气流量 90L · h、H2 压力 0. 4Mpa、H2 流量 16L · IT1 ；(6)对通过上述步骤( 处理后的铝合金元件进行超声除油，再采用磁力研磨机对其进行研磨处理。本发明具有的有益效果本发明方法易操作，制备的轻合金元件复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳， 提高了轻合金元件的耐磨损性能(以铝合金为例，耐磨损涂层经7200s的磨损实验后，摩擦系数平均为0. 0179，磨损量为0. 0042g, 7200s磨损率为6. 7 X 10_4)，而且较大程度地提高了轻合金元件的耐腐蚀性能(以铝合金为例，复合涂层能够满足浓度为5%的NaCl盐雾实验长达640h以上)。本发明方法不仅适用于小型轻合金元件，也适用于大型轻合金零部件； 不仅适用于圆形、方形等规则形状的轻合金元件，也适用于椭圆形、扁形等任意形状的轻合金元件。
图1为实施例6制备的铝合金元件复合涂层的断面图，其中1为铝合金基体；II 为微弧氧化处理制备的Al2O3陶瓷涂层；III为等离子喷涂制备的Ni_Cr_Cr3C2涂层；图2为铝合金元件Al203/Ni_Cr_Cr3C2复合涂层耐磨损试验示意图，其中1为实验压力；2为球墨铸铁试环；3为制备有Al203/Ni_Cr_Cr3C2复合涂层的铝合金元件；图3为根据GBl 1834-2000，对实施例6制备的铝合金元件进行磨损试验测试的摩擦系数与试验时间关系图；图4为对实施例6制备的有Al203/Ni_Cr_Cr3C2复合涂层的铝合金元件进行磨损试验测试的磨损量与试验压力的关系图。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。实施例1 一种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金元件为钛合金元件，它包括(1)打磨钛合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO. 47以上；(2)将步骤(1)处理后的钛合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；(3)将步骤( 处理后的钛合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层；(4)将步骤( 处理后的钛合金元件采用超声波清洗，并对钛合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将步骤(4)处理后的钛合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的钛合金元件进行研磨处理。本例方法易操作，制备的钛合金元件复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳，本例方法不仅适用于小型钛合金元件，也适用于大型钛合金零部件；不仅适用于圆形、方形等规则形状的钛合金元件，也适用于椭圆形、扁形等任意形状的钛合金元件。实施例2 —种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金元件为铝合金元件，它包括(1)打磨铝合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO. 47以上；(2)将步骤(1)处理后的铝合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；(3)将步骤( 处理后的铝合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层，其微弧氧化处理采用的电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，所述微弧氧化处理的具体参数为电流密度6A/dm2、电压0 600V、占空比30%、频率800Hz、处理温度为室温、处理时间135min ；(4)将步骤C3)处理后的铝合金元件采用超声波清洗，并对铝合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将步骤(4)处理后的铝合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Al_Y涂层；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的铝合金元件进行研磨处理。本例方法易操作，制备的铝合金元件复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳，本例方法不仅适用于小型铝合金元件，也适用于大型铝合金零部件；不仅适用于圆形、方形等规则形状的铝合金元件，也适用于椭圆形、扁形等任意形状的铝合金元件。实施例3 —种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金元件为镁合金元件，它包括(1)打磨镁合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO. 47以上；(2)将步骤(1)处理后的镁合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；(3)将步骤( 处理后的镁合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层，其微弧氧化处理采用的电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，所述微弧氧化处理的具体参数为电流密度1. 3A/dm2、电压0 380V、占空比20%、频率600Hz、处理温度为、处理时间50min ；(4)将步骤C3)处理后的镁合金元件采用超声波清洗，并对镁合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将步骤(4)处理后的镁合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Al_Y涂层；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的镁合金元件进行研磨处理。本例方法易操作，制备的镁合金元件复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳，本例方法不仅适用于小型镁合金元件，也适用于大型镁合金零部件；不仅适用于圆形、方形等规则形状的镁合金元件，也适用于椭圆形、扁形等任意形状的镁合金元件。实施例4 一种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金元件为钛合金元件，它包括(1)打磨钛合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO. 47以上；(2)将步骤(1)处理后的钛合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；(3)将步骤( 处理后的钛合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层，其微弧氧化处理采用的电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，所述微弧氧化处理的具体参数为电流密度1. 8A/dm2、电压0 400V、占空比30%、频率700Hz、处理温度为!35°C、处理时间30min ；(4)将步骤C3)处理后的钛合金元件采用超声波清洗，并对钛合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将步骤(4)处理后的钛合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Al_ Y涂层，其工艺参数为电压80V、电流510A、喷涂距离100mm、氩气压力0. 8Mpa、氩气流量 90L · IT1、H2 压力 0. 4Mpa、H2 流量 16L · IT1 ；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的钛合金元件进行研磨处理。本例方法易操作，制备的钛合金元件复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳，本例方法不仅适用于小型钛合金元件，也适用于大型钛合金零部件；不仅适用于圆形、方形等规则形状的钛合金元件，也适用于椭圆形、扁形等任意形状的钛合金元件。实施例5 —种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金元件为铝合金元件，它包括(1)用粒度为700目的砂纸打磨铝合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在 RaO. 47 以上;(2)对步骤(1)处理后的铝合金元件采用酒精除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水冲洗铝合金元件，以对铝合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；
(3)将步骤( 处理后的铝合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层，其微弧氧化处理采用的电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，电解液以去离子水配制，所述去离子水的水质在10ΜΩ · cm@25°C以上，配制所述电解液的其它原料均采用分析纯级别的原料；所述微弧氧化处理的具体参数为电流密度4A/dm2、电压0 600V占空比50%、频率700Hz、 处理温度为:35°C、处理时间150min ；(4)将步骤( 处理后的铝合金元件采用无水乙醇清洗10分钟，再采用去离子水进行超声波清洗20分钟，最后采用高温胶带粘贴、包裹非磨损面，用来对铝合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将步骤(4)处理后的铝合金元件于125°C条件下进行预热处理，且在所述预热处理后1分钟之内在所述铝合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Al_Y涂层，其工艺参数为电压80V、电流520A、喷涂距离100mm、氩气压力0. 8Mpa、氩气流量90L ·1Τ\Η2压力 0. 4Mpa、H2 流量 16L · IT1 ；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的铝合金元件进行研磨处理。实施例6 —种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金元件为铝合金元件，它包括(1)采用粒度为600目的砂纸打磨铝合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在 RaO. 47 以上;(2)对通过上述步骤(1)处理后的铝合金元件采用乙酸乙酯除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水对铝合金元件进行冲洗；(3)将通过上述步骤( 处理后的铝合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层； 所述微弧氧化处理为将铝合金元件装夹在微弧氧化处理工装上，使铝合金元件与工装牢固结合，将装夹好的铝合金元件放入微弧氧化电解槽中进行微弧氧化处理，电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，所述微弧氧化处理的参数为电流密度6A/dm2、电压0 600V、占空比30%、频率1000Hz、处理温度为30°C、处理时间120min ；(4)首先采用乙酸乙酯对经过上述步骤C3)所述微弧氧化处理后的铝合金元件涂层清洗16分钟，再采用去离子水进行超声波清洗25分钟，采用铝薄板粘贴、包裹非磨损(5)将通过上述步骤(4)处理后的铝合金元件于140°C条件下进行预热处理，且在所述预热处理后1分钟之内对所述铝合金元件通过等离子喷涂设备喷涂M_Cr_Cr3C2涂层， 其工艺参数为电压75V、电流500A、喷涂距离100mm、氩气压力0. 7Mpa、氩气流量80L.tr1、 H2 压力 0. 4Mpa、H2 流量 15L · IT1 ；(6)对通过上述步骤( 处理后的铝合金元件进行超声除油，再采用磁力研磨机对其进行研磨处理，经研磨处理后涂层的表面粗糙度达到RaO. 08以上。通过本例方法制备的铝合金元件复合涂层，使得铝合金耐磨损涂层经7200s的磨损试验(参照图2，所述复合涂层耐磨损试验示意图)后，摩擦系数为0. 0179(参照图3，根据GB11834-2000，对制备有所述复合涂层的铝合金元件进行磨损试验测试的摩擦系数与试验时间关系图，试验条件为对磨件为球墨铸铁，润滑油为汽车空调用科宁油，试验温度为室内温度士0. 5°C )，磨损量为0. 0042g(参照图4，为对制备有所述复合涂层的铝合金元件进行磨损试验测试的磨损量与试验压力的关系图)，7200s磨损率为6. 7X 10_4，所述复合涂层能够满足浓度为5%的NaCl盐雾实验长达640h以上；参照图1，可知通过本发明方法制备的铝合金复合涂层较致密。本例方法易操作，制备的铝合金元件复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳，本例方法不仅适用于小型轻合金元件，也适用于大型轻合金零部件；不仅适用于圆形、方形等规则形状的轻合金元件，也适用于椭圆形、扁形等任意形状的轻合金元件。在上述实施例6给出的方法中，我们还可以对其中的各种条件作其它选择同样能得到本发明所述的铝合金复合涂层。在下述实施例中，如果没有特别说明，表中各项参数条件均与前述实施例6相同。
权利要求
1.一种轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于它包括(1)打磨轻合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在RaO.47以上；(2)将步骤(1)处理后的轻合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理；(3)将步骤( 处理后的轻合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层；(4)将步骤C3)处理后的轻合金元件采用超声波清洗，并对轻合金元件表面非磨损面进行保护处理；(5)将步骤(4)处理后的轻合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层或 Ni_Cr_Al_Y 涂层；(6)采用磁力研磨机对通过步骤( 处理后的轻合金元件进行研磨处理；所述轻合金元件为铝合金元件、镁合金元件或钛合金元件。
2.如权利要求1所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述微弧氧化处理采用的电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系；当所述轻合金为铝合金时，其微弧氧化处理的参数为电流密度4 6A/dm2、电压0 600V、占空比30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 35°C、处理时间90 150min ；当所述轻合金为镁合金时，其微弧氧化处理的参数为电流密度1. 3A/dm2、电压0 380V、占空比20%、频率600 800Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间50 80min ；当所述轻合金为钛合金时，其微弧氧化处理的参数为电流密度1. 8A/dm2、电压0 400V、占空比30%、频率700 900Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间30 50min。
3.如权利要求1或2所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于步骤(5)中所述喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层，其工艺参数为电压75V、电流460 500A、喷涂距离100mm、氩气压力0. 7Mpa、氩气流量80L · h、H2压力0. 4Mpa、H2流量15L · IT1 ；步骤(5)中所述喷涂Ni_Cr_Al_Y涂层，其工艺参数为电压80V、电流500 520A、喷涂距离100mm、氩气压力0. 8Mpa、氩气流量90L · h、H2压力0. 4Mpa、H2流量16L · 1Γ1。
4.如权利要求1或2所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于当所述轻合金为铝合金时，所述微弧氧化处理的参数为电流密度6A/dm2、电压0 600V、占空比 30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间120 150min。
5.如权利要求3所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于当所述轻合金为铝合金时，所述微弧氧化处理的参数为电流密度6A/dm2、电压0 600V、占空比30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间120 150min。
6.如权利要求4所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于在所述通过等离子喷涂设备喷涂涂层前，将所述铝合金元件于100 150°c条件下进行预热处理，且在所述预热处理后1分钟之内对所述铝合金元件进行等离子喷涂处理。
7.如权利要求5所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于在所述通过等离子喷涂设备喷涂涂层前，将所述铝合金元件于100 150°c条件下进行预热处理，且在所述预热处理后1分钟之内对所述铝合金元件进行等离子喷涂处理。
8.如权利要求6所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述打磨采用砂纸对磨损面进行打磨，砂纸粒度在800目以下；步骤O)中所述轻合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理，采用酒精或乙酸乙酯除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水对轻合金元件进行冲洗；步骤(3)中所述微弧氧化处理采用的电解液以去离子水配制，所述去离子水其水质要求在10ΜΩ · cm@25°C以上，配制所述电解液的其它原料均采用分析纯级别的原料；步骤(4)中所述对轻合金元件表面非磨损面进行保护处理，采用高温胶带或铝薄板粘贴、包裹非磨损面；所述超声波清洗，首先采用乙酸乙酯或者无水乙醇对经过所述微弧氧化处理后的涂层清洗10分钟以上，再采用去离子水进行超声波清洗20分钟以上。
9.如权利要求7所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述打磨采用砂纸对磨损面进行打磨，砂纸粒度在800目以下；步骤O)中所述轻合金元件磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理，采用酒精或乙酸乙酯除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水对轻合金元件进行冲洗；步骤(3)中所述微弧氧化处理采用的电解液以去离子水配制，所述去离子水其水质要求在10ΜΩ · cm@25°C以上，配制所述电解液的其它原料均采用分析纯级别的原料；步骤(4)中所述对轻合金元件表面非磨损面进行保护处理，采用高温胶带或铝薄板粘贴、包裹非磨损面；所述超声波清洗，首先采用乙酸乙酯或者无水乙醇对经过所述微弧氧化处理后的涂层清洗10分钟以上，再采用去离子水进行超声波清洗20分钟以上。
10.如权利要求1所述的轻合金元件复合涂层的制备方法，其特征在于所述轻合金为铝合金，它包括(1)采用粒度在800目以下的砂纸打磨铝合金元件磨损面，使磨损面表面粗糙度在 RaO. 47 以上;(2)对通过上述步骤(1)处理后的铝合金元件采用酒精或乙酸乙酯除油，再采用超声波清洗，最后采用去离子水对铝合金元件进行冲洗；(3)将通过上述步骤( 处理后的铝合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层；所述微弧氧化处理为将铝合金元件装夹在微弧氧化处理工装上，使铝合金元件与工装牢固结合，将装夹好的铝合金元件放入微弧氧化电解槽中进行微弧氧化处理，电解液为碱性硅酸盐-磷酸盐体系，所述微弧氧化处理的参数为电流密度6A/dm2、电压0 600V、占空比 30 50%、频率700 1000Hz、处理温度为室温 !35°C、处理时间120 150min ；(4)首先采用乙酸乙酯或者无水乙醇对经过上述步骤C3)所述微弧氧化处理后的铝合金元件涂层清洗10分钟以上，再采用去离子水进行超声波清洗20分钟以上，采用高温胶带或铝薄板粘贴、包裹非磨损面；(5)将通过上述步骤(4)处理后的铝合金元件于100 150°C条件下进行预热处理，且在所述预热处理后1分钟之内对所述铝合金元件通过等离子喷涂设备喷涂m_Cr_Cr3C2涂层或Ni_Cr_Al_Y涂层，喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层的工艺参数为电压75V、电流460 500A、 喷涂距离100mm、氩气压力0. 7Mpa、氩气流量80L · IT1、H2压力0. 4Mpa、H2流量15L · IT1 ；喷涂Ni_Cr_Al_Y涂层的工艺参数为电压80V、电流500 520A、喷涂距离100mm、氩气压力 0. 8Mpa、氩气流量 90L · h、H2 压力 0. 4Mpa、H2 流量 16L · IT1 ；(6)对通过上述步骤(5)处理后的铝合金元件进行超声除油，再采用磁力研磨机对其进行研磨处理。
全文摘要
本发明涉及一种轻合金元件复合涂层的制备方法，它包括打磨轻合金元件磨损面，对磨损面表面存在的油污、灰尘等杂质进行清理，将处理后的轻合金元件进行微弧氧化处理制备陶瓷涂层，再将轻合金元件采用超声波清洗，并对轻合金元件表面非磨损面进行保护处理，然后将轻合金元件表面通过等离子喷涂设备喷涂Ni_Cr_Cr3C2涂层或Ni_Cr_Al_Y涂层，最后对制备好复合涂层的轻合金元件进行研磨处理；所述轻合金元件为铝合金元件、镁合金元件或钛合金元件。本发明方法易操作，适宜于任意形状轻合金元件复合涂层的制备，提高了轻合金元件的耐磨损性能和耐腐蚀性能，使制备的复合涂层致密、耐磨、耐腐蚀、热稳定性佳。
文档编号C23C4/12GK102154644SQ20111006673
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者何庆兵, 孙彩云, 张隆平, 李忠盛, 李立, 陈海涛 申请人:中国兵器工业第五九研究所