專利名稱：一種制備鎂鋰合金防腐涂層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用亞音速火焰噴涂工藝在鎂鋰合金基體上制備防腐涂層的方法。屬于合金涂層制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎂鋰合金的化學(xué)性質(zhì)比其他鎂合金活潑，這是由于Li本身非常活潑，同時(shí)由于Li 在Mg中增加了 Mg的化學(xué)活性。鎂鋰合金在潮濕大氣中的應(yīng)力腐蝕敏感性很大，常溫下放 置在大氣中也會(huì)發(fā)生嚴(yán)重腐蝕?？刮g性差是制約鎂鋰合金應(yīng)用的一個(gè)主要因素。因此有效 的防護(hù)手段是擴(kuò)大其應(yīng)用的前提。下面列舉了一些近年來Mg-Li合金的表面防護(hù)方法。Sharma研究了鎂鋰合金的鉻酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，得到厚度為8 Ilym的鉻酸鹽 膜。韓玉昌等對(duì)Mg-13Li-5Zn合金進(jìn)行化學(xué)鍍鎳研究，結(jié)果表明采用化學(xué)鍍鎳的方法可以 在Mg-13Li-5Zn合金表面得到一層均勻、致密的鎳磷合金鍍層，該鍍層可以給Mg-13Li-5Zn 合金提供一定程度的保護(hù)。Yamauchi等采用化學(xué)氣相沉積方法(CVD)在Mg_14Li合金上制 備了類金剛石涂層(DLC)，該涂層減緩了 Mg-14Li合金的脫鋰。上述這些方法雖在一定程度上提高了鎂鋰合金的耐蝕性能，但這些方法大都涉及 液體，而Li的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-3. 045V,電負(fù)性比Mg還要大，因此鎂鋰合金在電解液中腐蝕 速度極快，雖通過電化學(xué)方法可在鎂鋰合金表面形成涂層，但同時(shí)也伴隨著基體合金的快 速腐蝕。因此，上述這些方法還不夠成熟。熱噴涂技術(shù)由于可以快速地在基體上沉積耐磨、耐蝕等功能涂層而受人們廣泛關(guān) 注。其中亞音速火焰噴涂技術(shù)是利用燃?xì)?乙炔)與助燃?xì)?氧氣)燃燒產(chǎn)生的熱量加熱 粉木態(tài)噴涂材料，使其達(dá)到熔融或軟化狀態(tài)，借助焰流動(dòng)能或噴射加速氣體，將粉末噴射到 經(jīng)預(yù)處理的基體表面，形成涂層的工藝方法。主要應(yīng)用于機(jī)械零件磨損區(qū)的預(yù)防性保護(hù)和 修復(fù)。該工藝的最大特點(diǎn)就是設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛靈活、經(jīng)濟(jì)性好，可以噴涂 熔點(diǎn)低于2800°C以下的金屬，合金、陶瓷粉末材料。在鎂合金表面采用熱噴涂方法制備防腐涂層有過一些報(bào)道。邱六合等在AZ31鎂 合金表面火焰熔射純鋅，電弧噴覆一層鋁。馮亞如等將粒度為200 400目的純Al、Cu、 Fe粉末用等離子噴涂方法在AZ31板材表面制備一層A165Cu23Fel2涂層。鄧春明等采用 High-Velocity-Air-Fuel (高速火焰噴涂)技術(shù)在AZ31鎂合金基體上制備了致密、結(jié)合強(qiáng) 度較高且具有良好抗腐蝕性能的WC-CoCr涂層。葉宏等采用氧乙炔火焰噴涂法，在AZ91D鎂合金表面制備了 Al-Al203/Ti02梯度涂 層，Al梯度層與基體及陶瓷涂層結(jié)合良好。涂層具有較高的硬度、耐磨性及抗熱震性。雖然在鎂合金表面可采用熱噴涂方法制備防腐涂層，但在鎂鋰合金表面，采用熱 噴涂方法制備涂層還未見報(bào)道。本發(fā)明采用亞音速火焰噴涂技術(shù)在鎂鋰合金基體上制備防 腐涂層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 目的是提供一種制備鎂鋰合金金屬防腐涂層的方法，它是利用亞音速火 焰噴涂技術(shù)在鎂鋰合金基體上制備防腐涂層。本發(fā)明的實(shí)施方式是噴涂前用砂紙磨光合金表面，用丙酮擦洗鎂鋰合金試樣進(jìn)行凈化處理，并用石英 砂對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，采用氧乙炔火焰噴涂法在鎂鋰合金基體上制備防腐涂層，得到 厚度為10 50 μ m防腐涂層。本發(fā)明可在無電解液、無水環(huán)境下進(jìn)行涂層制備，避免了在制備鎂鋰合金涂層過 程中發(fā)生腐蝕電化學(xué)反應(yīng)，有效地提高了涂層質(zhì)量和涂層制備效率。
具體實(shí)施例方式以下將通過具體的實(shí)施例來進(jìn)一步說明其實(shí)施效果，實(shí)施例僅用于說明，而不能 限制本發(fā)明的權(quán)利要求范圍。實(shí)施例1 噴涂前砂紙磨光合金表面，用內(nèi)酮擦洗鎂鋰合金試樣進(jìn)行凈化處理，并用10 20 目石英砂對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，用乙炔作燃?xì)?，氧氣作助燃?xì)?，利用CP-1000型亞音速噴 槍在Mg-8Li-lAl合金基體上噴涂粒徑范圍5 μ m 30 μ m的金屬Al粉，其工作參數(shù)為氧 氣工作壓力0· 2 0. 4MPa，乙炔工作壓力0· 5 0. 6Mpa，壓縮空氣壓力0· 1 0. 2Mpa， 噴涂距離250mm，噴涂角為50° 90°之間，送粉氣流量為0. 3 0. 7m3/h，噴涂時(shí)間5S。 利用掃描電鏡對(duì)所制備的涂層厚度進(jìn)行觀測(cè)，已制備涂層的抗腐蝕性能由電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng) 進(jìn)行測(cè)試并得到涂層的腐蝕電位值。所得試樣涂層厚度為25μπι，腐蝕電位為-l. 056V。實(shí)施例2:噴涂前砂紙磨光合金表面，用丙酮擦洗鎂鋰合金試樣進(jìn)行凈化處理，并用10 20 目石英砂對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，用乙炔作燃?xì)猓鯕庾髦細(xì)?，利用CP-1000型亞音速 噴槍在Mg-IlLi-IAl合金基體上噴涂Al2O3-TiO2陶瓷涂層，其工作參數(shù)為氧氣工作壓力 0. 6 0. 7MPa，乙炔工作壓力0· 5 0. 70MPa,壓縮空氣壓力0· 1 0. 2Mpa，噴涂距離 280mm，噴涂角為50° 90°之間，送粉氣流量為0. 3 0. 7m3/h，噴涂時(shí)間10S。利用掃描 電鏡對(duì)所制備的涂層厚度進(jìn)行觀測(cè)，已制備涂層的抗腐蝕性能由電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試 并得到涂層的腐蝕電位值。所得試樣涂層厚度為45μπι，腐蝕電位為-1.012V。基于以上實(shí)例，利用亞音速火焰噴涂技術(shù)可在鎂鋰合金基體上制備一定厚度的Al 金屬涂層和Al2O3-TiO2陶瓷涂層，涂層具有良好的抗腐蝕性能。
權(quán)利要求
1. 一種采用亞音速火焰噴涂工藝在鎂鋰合金基體上制備Al金屬涂層和Al2O3-TW2陶 瓷涂層的方法。其特征在于噴涂前砂紙磨光合金表面，用丙酮擦洗鎂鋰合金試樣進(jìn)行凈 化處理，并用10 20目石英砂對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，用乙炔作燃?xì)?，氧氣作助燃?xì)?，利?CP-1000型亞音速噴槍在Mg- (8 11) Li-IAl合金基體上噴涂Al金屬涂層和Al2O3-TW2陶 瓷涂層。根據(jù)所需涂層厚度，噴涂時(shí)間控制在5 20秒。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種制備鎂鋰合金防腐涂層的方法，它是利用亞音速火焰噴涂技術(shù)在鎂鋰合金基體上制備防腐涂層。實(shí)施方式是噴涂前用砂紙磨光合金表面，用丙酮擦洗鎂鋰合金試樣進(jìn)行凈化處理，并用石英砂對(duì)其表面進(jìn)行噴砂處理，采用氧乙炔火焰噴涂法在鎂鋰合金基體上制備Al金屬涂層和Al2O3-TiO2陶瓷涂層，得到厚度為10～50μm的防腐涂層。本發(fā)明可在無電解液、無水環(huán)境下進(jìn)行涂層制備，避免了在制備鎂鋰合金涂層過程中發(fā)生腐蝕電化學(xué)反應(yīng)，有效地提高了涂層質(zhì)量和涂層制備效率。
文檔編號(hào)C23C4/04GK102071388SQ20091007327
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者于峰, 劉延國(guó), 李洪波, 王濤, 趙淑金 申請(qǐng)人:佳木斯大學(xué)