专利名称：一种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层及其制备方法
技术领域：
本发明属于镁合金表面处理技术领域，具体涉及一种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层及其制备方法。
背景技术：
镁合金具有密度小、比强度高、比刚度高、减震性能好、电磁屏蔽性能好等优点，在降低能源消耗、减少环境污染、实现轻量化等方面具有显著优势，因此被广泛地应用于汽车、电子、武器装备、国防军工、航空航天等领域。然而，镁合金的标准电极电位极负，其耐蚀性很差，在大气中经自然氧化后表面形成的氧化膜疏松多孔，基本不具备保护作用，因此镁合金很容易受到腐蚀破坏，尤其是在特殊环境如高湿度、高温度、高盐分的复杂恶劣环境中，浓重的腐蚀气氛会对镁合金造成严重的腐蚀。目前工业生产中镁合金的表面处理方法主要有阳极氧化、化学氧化、微弧氧化和电泳磷化等。经阳极氧化或化学氧化处理后的镁合金经中性盐雾腐蚀试验测得其耐蚀时间(100h，远低于500h以上的常规防腐蚀要求。微弧氧化是在阳极氧化处理工艺基础上发展起来的一种以铝、镁、钛等阀金属或其合金为基体，在其表面制备陶瓷层的新方法。该方法通过微区的瞬间高温烧结作用在基体的表面原位生长出一层氧化物陶瓷层；该陶瓷层与基体的结合牢固，其耐蚀性和耐磨性等性能优良，能够满足一般环境中的耐蚀性要求，但在高温高湿等特殊环境中，其耐蚀性与实际生产需要还有较大的差距。电泳磷化工艺能够使镁合金的耐蚀性显著提高。2007年第I期的《江苏大学学报》由连建设等人发表的“镁合金表面的锌系磷化及阴极电泳”公开了一种先在镁合金表面制备一层锌系磷化膜，然后在磷化膜上进行阴极电泳处理制备复合涂层的方法，利用该方法制备的复合涂层能耐IOOOh的盐雾腐蚀。但是这种电泳磷化工艺过程复杂，废水排放量大，对环境污染严重。研究发现，以微弧氧化工艺替代电泳磷化工艺，可以提高镁合金的耐蚀性，微弧氧化的氧化物陶瓷层与电泳沉积层有很高的结合力，并且能够简化电泳工艺的工序。在2009年第4期《材料研究学报》由杨巍等人发表的“镁合金微弧电泳复合膜层的微观结构和抗腐蚀性能”公开了一种将镁合金进行微弧氧化-电泳处理制备复合膜层的方法。该方法制备的复合膜层中陶瓷层与电泳沉积层的结合力高，能耐800h的盐雾腐蚀；但是其综合性能不及电泳磷化工艺制备的复合涂层，并且对于提高镁合金的耐湿热性和耐航空油浸泡等性能并未涉及。公开号为CN101376973A的中国专利提供了一种真空溅镀结合电泳涂装加工微弧氧化铝、镁、钛等工件的方法。该方法先对铝、镁、钛等工件进行微弧氧化得到陶瓷层，然后进行真空溅镀处理，使陶瓷层表面获得导电镀层，并采用不同颜色的电泳涂料进行电泳处理，使エ件具有彩色外观，兼具陶瓷效果和透彩效果，具有较强的金属质感；但是该发明对于提高铝、镁、钛等エ件的耐蚀性和耐湿热性等性能并未涉及。公开号为CN101376974A的中国专利提供了ー种微弧氧化工件真空溅镀防电磁干扰薄膜结合电泳涂装加工的方法。该方法通过真空溅镀处理，在微弧氧化陶瓷涂层表面获得防电磁干扰性和可导电性的镀层，再对该镀层进行电泳涂装处理，使铝、镁、钛等エ件兼具陶瓷、透彩和防电磁干扰效果；但是该发明对于提高铝、镁、钛等エ件的耐蚀性和耐湿热性等性能并未涉及。公告号为CN100588755C的中国专利提供了ー种镁合金微弧电泳复合表面处理的方法。该方法首先将待处理的镁合金工件置于硅酸盐系电解液中进行微弧氧化处理，待镁合金工件表面形成陶瓷层后，再将エ件浸入去离子水中，用超声波清洗器进行清洗，最后对エ件进行电泳处理，最終形成复合涂层。该发明简化了常规电泳エ艺的エ序，減少了环境污染，制备的复合涂层能耐700h的盐雾腐蚀试验。但是其综合性能不及磷化后电泳的复合涂层；并且该发明对于提高镁合金的耐湿热和耐航空油浸泡等性能并未涉及。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种制备エ艺简单、生产成本低廉、适于大規模エ业化生产的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。该复合涂层具有优异的综合性能，能够完全满足目前我国国防军エ、航空航天、武器装备等领域对镁合金涂层耐腐蚀、耐湿热、耐航空油浸泡、耐冲击及结合强度等性能的要求。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是ー种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，其特征在干，所述陶瓷层的厚度为15 μ m 35 μ m，表面粗糙度Ra为
2.O μ m 4. 5 μ m,孔隙率为15% 40% ;所述沉积层的厚度为20 μ m 45 μ m。上述的ー种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，所述陶瓷层的厚度为20 μ m 30 μ m,表面粗糙度Ra为2. 5 μ m 3. 5 μ m，孔隙率为20 % 30 % ;所述沉积层的厚度为30 μ m 40 μ m。上述的ー种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，所述陶瓷层的厚度为25μπι，表面粗糙度Ra为3. O μ m，孔隙率为25% ;所述沉积层的厚度为35 μ m。另外，本发明还提供了一种制备上述镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤步骤一、将镁合金经有机溶剂或去离子水清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳扱，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液的温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为400V 650V、频率为IOOHz 300Hz、占空比为20% 45%的条件下微弧氧化处理20min 40min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液或招酸盐系电解液；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴极，以不锈钢为阳极，維持电泳液的温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为180V 300V、频率为IOOHz 600Hz、占空比为10% 20%的条件下电泳处理2min 5min，在陶瓷层表面得到沉积层；所述电泳液为阳离子型电泳液；
步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金进行固化处理，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。上述的方法，步骤一中所述有机溶剂为丙酮或こ酸こ酷。上述的方法，步骤一中所述硅酸盐系电解液由硅酸钠、添加剂和去离子水配制而成；所述硅酸盐系电解液中硅酸钠的质量浓度为7g/L 28g/L，添加剂的质量浓度为O. 5g/L 4g/L ;所述添加剂为氟化钠、氟化钾、磷酸三钠或六偏磷酸钠。上述的方法，步骤一中所述硅酸盐系电解液由硅酸钠和去离子水配制而成；所述硅酸盐系电解液中硅酸钠的质量浓度为7g/L 28g/L。上述的方法，步骤一中所述铝酸盐系电解液由铝酸钠、添加剂和去离子水配制而成；所述铝酸盐系电解液中铝酸钠的质量浓度为8g/L 12g/L，添加剂的质量浓度为2g/L 6g/L ;所述添加剂为氟化钠、氟化钾、磷酸三钠或六偏磷酸钠。上述的方法，步骤ニ中所述阳离子型电泳液按以下方法制备得到将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比3 5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液；所述阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为50% 70%。上述的方法，步骤三中所述固化处理的温度为180°C 185°C，固化处理的时间为20min 25min。本发明与现有技术相比具有以下优点(I)本发明原料来源广泛，制备エ艺简单，生产成本低廉，适于大規模エ业化生产；(2)本发明首先对镁合金进行微弧氧化处理，待镁合金表面形成陶瓷层后，利用该陶瓷层的原位生长、与基体结合良好及其表面粗糙多孔的特点，直接将其置于电泳液中进行沉积处理，使电泳有机物顺利、均匀地沉积于陶瓷层表面，最終形成镁合金微弧氧化-电泳复合涂层；采用本发明制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层中的陶瓷层与沉积层的结合力极高，保证了其综合性能得到显著提高；(3)本发明无需对表面覆有陶瓷层的镁合金进行电泳前的导电处理，直接将其置于电泳液中进行沉积处理，大大筒化了电泳エ艺的エ序，降低了生产成本，显著提高了镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的综合性能，完全能够满足高温高湿等特殊环境中镁合金耐腐蚀、耐湿热等性能的实际应用要求；(4)本发明通过对微弧氧化电解液和电泳液进行组分的筛选和配比的优化，避免使用含Cr6+等对人体和环境造成危害的组分，避免使用不稳定、易分解组分，使本发明的制备エ艺简单、可控、易于操作；(5)本发明的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，按GB/T 10125-1997测试其耐中性盐雾腐蚀试验的时间超过2400h，经腐蚀试验后的试样和试件按GB/T 6461-2002评级为9级；在温度为60°C的条件下耐湿热试验的时间超过240h后无起皱、起泡或脱落现象；在温度为130°C的条件下耐航空油浸泡试验的时间超过1200h后无起泡、脱落或其他缺陷；该复合涂层与镁合金之间的结合强度大于25MPa ;电泳沉积层的附着力按GB/T1720-79测试评定为I级；同时，该复合涂层还具有耐冲击強度高和厚度可控等优点；总之，本发明的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层具有优异的综合性能，能够完全满足目前我国国防军エ、航空航天、武器装备等领域对镁合金涂层耐腐蚀、耐湿热、耐航空油浸泡、耐冲击镁合金及结合強度等性能的要求。下面结合附图和实施例对本发明作进ー步详细说明。
图I为本发明实施例I制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层经冷镶处理后的截面形貌SEM照片。图2为本发明实施例I制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的表面形貌SEM照片。
图3为本发明实施例I制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层中陶瓷层的表面形貌SEM照片。
具体实施例方式实施例I本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为25 μ m，表面粗糙度Ra为3. Oym,孔隙率为25% ;所述沉积层的厚度为35 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将AZ91D镁合金经去离子水清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳扱，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液的温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为550V、频率为150Hz、占空比为25%的条件下微弧氧化处理30min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液；优选的硅酸盐系电解液由硅酸钠、氟化钠和去离子水配制而成，其中硅酸钠的质量浓度为21g/L，氟化钠的质量浓度为O. 5g/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴极，以不锈钢为阳极，維持电泳液的温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为220V、频率为100Hz、占空比为10%的条件下电泳处理3min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制得到将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比4. 5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为50% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为183°C的条件下固化处理23min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化_电泳复合涂层。本实施例制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层经冷镶处理后的截面形貌SEM照片如图I所示。图中I区为冷镶材料层，II区为经电泳处理得到的沉积层，III区为经微弧氧化处理得到的陶瓷层，IV区为镁合金。由图I可见，沉积层致密、均匀，陶瓷层为多孔结构但无明显的贯通孔存在，沉积层部分嵌入陶瓷层的孔隙中，沉积层与陶瓷层之间、陶瓷层与镁合金之间的结合牢固。本实施例制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的表面形貌SEM照片如图2所示。由图2可见该复合涂层的表面致密、均匀、平整。本实施例制备的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层中陶瓷层的表面形貌SEM照片如图3所示。图中经微弧氧化处理后得到的陶瓷层表面粗糙多孔，粗糙度Ra为3. O μ m，孔隙率为25%、最大孔开ロ处的直径约为39 μ m。实施例2本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为35 μ m,表面粗糙度Ra为4. 5 μ m，孔隙率为40% ;所述沉积层的厚度为45 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将MB15镁合金经丙酮清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳极，以不锈钢为阴扱，维持微弧氧化电解液的温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为650V、频率为300Hz、占空比为45%的条件下微弧氧化处理40min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液，优选的硅酸盐系电解液由硅酸钠、氟化钾和 去离子水配制而成，其中硅酸钠的质量浓度为14g/L，氟化钾的质量浓度为O. 5g/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为300V、频率为600Hz、占空比为20%的条件下电泳处理5min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为70% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为185°C的条件下固化处理20min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。实施例3本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为
18μ m,表面粗糙度Ra为3. 27 μ m,孔隙率为29. 5% ;所述沉积层的厚度为31 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将ZM6镁合金经こ酸こ酯清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳极，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为450V、频率为300Hz、占空比为20%的条件下微弧氧化处理20min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液，优选的硅酸盐系电解液由硅酸钠、磷酸三钠和去离子水配制而成，其中硅酸钠的质量浓度为28g/L，磷酸三钠的质量浓度为4g/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为180V、频率为100Hz、占空比为15%的条件下电泳处理4min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比4 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为50% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为185°C的条件下固化处理20min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。实施例4本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为15 μ m，表面粗糙度Ra为2.0 μ m，孔隙率为15% ;所述沉积层的厚度为20 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将AZ91D镁合金经去离子水清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳极，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液的温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为400V、频率为200Hz、占空比为30%的条件下微弧氧化处理25min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液；优选的硅酸盐系电解液由硅酸钠、六偏磷酸钠和去离子水配制而成，其中硅酸钠的质量浓度为7g/L，六偏磷酸钠的质量浓度为4g/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴极，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为280V、频率为400Hz、占空比为18%的条件下电泳处理4. 5min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比3 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为60% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为182°C的条件下固化处理23min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化_电泳复合涂层。实施例5本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为
27μ m,表面粗糙度Ra为3. 2 μ m，孔隙率为34. 2 % ;所述沉积层的厚度为20 μ m 33 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将ZM6镁合金经有机溶剂清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳极，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为480V、频率为250Hz、占空比为20%的条件下微弧氧化处理35min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液，优选的硅酸盐系电解液由硅酸钠和去离子水配制而成，其中硅酸钠的质量浓度为25g/L ;所述有机溶剂优选为丙酮或こ酸こ酯；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为240V、频率为600Hz、占空比为20%的条件下电泳处理2min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比3 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为58% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为185°C的条件下固化处理20min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。实施例6
本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为
28μ m,表面粗糙度Ra为4. I μ m，孔隙率为39% ;所述沉积层的厚度为41 μ m。
本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将AZ91D镁合金经去离子水清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳扱，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为650V、频率为100Hz、占空比为20%的条件下微弧氧化处理40min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为铝酸盐系电解液；优选的铝酸盐系电解液由铝酸钠、氟化钾和去离子水配制而成，其中铝酸钠的质量浓度为8g/L，氟化钾的质量浓度为lg/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为260V、频率为550Hz、占空比为10%的条件下电泳处理4. 5min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体 积比4. 5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为62. 5% ;步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为180°C的条件下固化处理25min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化_电泳复合涂层。实施例7本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为24 μ m,表面粗糙度Ra为3. 8 μ m，孔隙率为35% ;所述沉积层的厚度为36 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将AZ91D镁合金经丙酮清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳极，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为550V、频率为300Hz、占空比为26%的条件下微弧氧化处理30min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为铝酸盐系电解液；优选的铝酸盐系电解液由铝酸钠、六偏磷酸钠和去离子水配制而成，其中铝酸钠的质量浓度为12g/L，六偏磷酸钠的质量浓度为6g/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为300V、频率为450Hz、占空比为20%的条件下电泳处理3. 5min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比3. 5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为50% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为185°C的条件下固化处理23min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。实施例8本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为
19μ m，表面粗糙度Ra为3.9 μ m，孔隙率为32% ;所述沉积层的厚度为34 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将MB15镁合金经こ酸こ酯清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳扱，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为550V、频率为100Hz、占空比为40%的条件下微弧氧化处理30min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为铝酸盐系电解液，优选的铝酸盐系电解液由铝酸钠、磷酸三钠和去离子水配制而成，其中铝酸钠的质量浓度为10g/L，磷酸三钠的质量浓度为4g/L ；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为280V、频率为600Hz、占空比为15%的条件下电泳处理4min，在陶瓷层得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为70% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为185°C的条件下固化处理20min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。实施例9本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为30 μ m,表面粗糙度Ra为2. 5 μ m，孔隙率为20% ;所述沉积层的厚度为40 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将MB15镁合金经有机溶剂清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳扱，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为600V、频率为100Hz、占空比为30%的条件下微弧氧化处理20min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为铝酸盐系电解液，优选的铝酸盐系电解液由铝酸钠、氟化钠和去离子水配制而成，其中铝酸钠的质量浓度为9g/L，氟化钠的质量浓度为3g/L ;所述有机溶剂优选为丙酮或こ酸こ酯；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为200V、频率为600Hz、占空比为10%的条件下电泳处理2min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比4 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为70% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为180°C的条件下固化处理20min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。实施例10本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，所述陶瓷层的厚度为
20μ m,表面粗糙度Ra为3. 5 μ m，孔隙率为30% ;所述沉积层的厚度为30 μ m。本实施例的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的制备方法包括以下步骤步骤一、将AZ91D镁合金经有机溶剂或去离子水清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳扱，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液的温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为580V、频率为IOOHz、占空比为20%的条件下微弧氧化处理25min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为铝酸盐系电解液；优选的铝酸盐系电解液由铝酸钠、磷酸三钠和去离子水配制而成，其中铝酸钠的质量浓度为llg/L，磷酸三钠的质量浓度为2g/L ;所述有机溶剂优选为丙酮或こ酸こ酯；步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于阳离子型电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴扱，以不锈钢为阳极，維持电泳液温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为240V、频率为100Hz、占空比为20%的条件下电泳处理4min，在陶瓷层表面得到沉积层；优选的阳离子型电泳液按以下方法配制将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比4. 8 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液，该阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为70% ；步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金在温度为185°C的条件下固化处理23min，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化_电泳复合涂层。本发明所述的阳离子型环氧电泳漆为市售易得的常规类型的阳离子型环氧电泳漆。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.ー种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成，其特征在于，所述陶瓷层的厚度为15 μ m 35 μ m，表面粗糙度Ra为2. O μ m 4. 5 μ m，孔隙率为15% 40%;所述沉积层的厚度为20 μ m 45 μ m。
2.根据权利要求I中所述的ー种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，其特征在于，所述陶瓷层的厚度为20 μ m 30 μ m，表面粗糙度Ra为2. 5 μ m 3. 5 μ m，孔隙率为20 % 30 %;所述沉积层的厚度为30 μ m 40 μ m。
3.根据权利要求2中所述的ー种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，其特征在于，所述陶瓷层的厚度为25 μ m，表面粗糙度Ra为3. O μ m，孔隙率为25%;所述沉积层的厚度为35 μ m。
4.一种制备如权利要求1、2或3中所述镁合金微弧氧化-电泳复合涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤一、将镁合金经有机溶剂或去离子水清洗干净后，置于微弧氧化电解液中，以镁合金为阳极，以不锈钢为阴极，維持微弧氧化电解液的温度为20°C 40°C，采用脉冲电源，在电压为400V 650V、频率为IOOHz 300Hz、占空比为20% 45%的条件下微弧氧化处理.20min 40min，在镁合金表面得到陶瓷层；所述微弧氧化电解液为硅酸盐系电解液或铝酸盐系电解液； 步骤ニ、将步骤一中表面覆有陶瓷层的镁合金置于电泳液中，以表面覆有陶瓷层的镁合金为阴极，以不锈钢为阳极，維持电泳液的温度为15°C 30°C，采用脉冲电源，在电压为180V 300V、频率为IOOHz 600Hz、占空比为10 % 20 %的条件下电泳处理2min .5min，在陶瓷层表面得到沉积层；所述电泳液为阳离子型电泳液； 步骤三、将步骤ニ中表面覆有陶瓷层和沉积层的镁合金进行固化处理，自然冷却后在镁合金表面得到镁合金微弧氧化-电泳复合涂层。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在干，步骤一中所述有机溶剂为丙酮或こ酸こ酷。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述硅酸盐系电解液由硅酸钠、添加剂和去离子水配制而成；所述硅酸盐系电解液中硅酸钠的质量浓度为7g/L 28g/L，添加剂的质量浓度为O. 5g/L 4g/L ;所述添加剂为氟化钠、氟化钾、磷酸三钠或六偏磷酸钠。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述硅酸盐系电解液由硅酸钠和去离子水配制而成；所述硅酸盐系电解液中硅酸钠的质量浓度为7g/L 28g/L。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一中所述铝酸盐系电解液由铝酸钠、添加剂和去离子水配制而成；所述铝酸盐系电解液中铝酸钠的质量浓度为8g/L 12g/L，添加剂的质量浓度为2g/L 6g/L ;所述添加剂为氟化钠、氟化钾、磷酸三钠或六偏磷酸钠。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤ニ中所述阳离子型电泳液按以下方法制备得到将阳离子型环氧电泳漆与色料按体积比3 5 I混合后，均匀地分散于去离子水中，得到阳离子型电泳液；所述阳离子型电泳液中去离子水的体积百分数为50% .70%。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三中所述固化处理的温度为.180°C 185°C，固化处理的时间为20min 25min。
全文摘要
本发明提供了一种镁合金微弧氧化-电泳复合涂层，由经微弧氧化处理后覆于镁合金表面的陶瓷层和经电泳处理后沉积于所述陶瓷层表面的沉积层组成；所述陶瓷层的厚度为15μm～35μm，表面粗糙度Ra为2.0μm～4.5μm，孔隙率为15％～40％；所述沉积层的厚度为20μm～45μm。本发明还提供了该复合涂层的制备方法，包括以下步骤一、将镁合金进行微弧氧化处理，在镁合金表面得到陶瓷层；二、将表面覆有陶瓷层的镁合金进行电泳处理，在镁合金表面得到微弧氧化-电泳复合涂层。本发明的镁合金微弧氧化-电泳复合涂层具有优异的综合性能，能够完全满足我国国防军工、航空航天等领域对镁合金涂层耐腐蚀、耐湿热等性能的要求。
文档编号C25D11/30GK102677127SQ201210190789
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者慕伟意, 李争显, 杜继红, 骆瑞雪 申请人:西北有色金属研究院