[发明专利]一种制备镁锂合金防腐涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用亚音速火焰喷涂工艺在镁锂合金基体上制备防腐涂层的方法。属于合金涂层制备领域。

背景技术

镁锂合金的化学性质比其他镁合金活泼，这是由于Li本身非常活泼，同时由于Li在Mg中增加了Mg的化学活性。镁锂合金在潮湿大气中的应力腐蚀敏感性很大，常温下放置在大气中也会发生严重腐蚀。抗蚀性差是制约镁锂合金应用的一个主要因素。因此有效的防护手段是扩大其应用的前提。下面列举了一些近年来Mg-Li合金的表面防护方法。

Sharma研究了镁锂合金的铬酸盐化学转化膜，得到厚度为8～11μm的铬酸盐膜。韩玉昌等对Mg-13Li-5Zn合金进行化学镀镍研究，结果表明采用化学镀镍的方法可以在Mg-13Li-5Zn合金表面得到一层均匀、致密的镍磷合金镀层，该镀层可以给Mg-13Li-5Zn合金提供一定程度的保护。Yamauchi等采用化学气相沉积方法(CVD)在Mg-14Li合金上制备了类金刚石涂层(DLC)，该涂层减缓了Mg-14Li合金的脱锂。

上述这些方法虽在一定程度上提高了镁锂合金的耐蚀性能，但这些方法大都涉及液体，而Li的标准电极电位为-3.045V，电负性比Mg还要大，因此镁锂合金在电解液中腐蚀速度极快，虽通过电化学方法可在镁锂合金表面形成涂层，但同时也伴随着基体合金的快速腐蚀。因此，上述这些方法还不够成熟。

热喷涂技术由于可以快速地在基体上沉积耐磨、耐蚀等功能涂层而受人们广泛关注。其中亚音速火焰喷涂技术是利用燃气(乙炔)与助燃气(氧气)燃烧产生的热量加热粉木态喷涂材料，使其达到熔融或软化状态，借助焰流动能或喷射加速气体，将粉末喷射到经预处理的基体表面，形成涂层的工艺方法。主要应用于机械零件磨损区的预防性保护和修复。该工艺的最大特点就是设备简单、工艺操作简便、应用广泛灵活、经济性好，可以喷涂熔点低于2800℃以下的金属，合金、陶瓷粉末材料。

在镁合金表面采用热喷涂方法制备防腐涂层有过一些报道。邱六合等在AZ31镁合金表面火焰熔射纯锌，电弧喷覆一层铝。冯亚如等将粒度为200～400目的纯Al、Cu、Fe粉末用等离子喷涂方法在AZ31板材表面制备一层Al65Cu23Fel2涂层。邓春明等采用High-Velocity-Air-Fuel(高速火焰喷涂)技术在AZ31镁合金基体上制备了致密、结合强度较高且具有良好抗腐蚀性能的WC-CoCr涂层。

叶宏等采用氧乙炔火焰喷涂法，在AZ91D镁合金表面制备了Al-Al₂O₃/TiO₂梯度涂层，Al梯度层与基体及陶瓷涂层结合良好。涂层具有较高的硬度、耐磨性及抗热震性。

虽然在镁合金表面可采用热喷涂方法制备防腐涂层，但在镁锂合金表面，采用热喷涂方法制备涂层还未见报道。本发明采用亚音速火焰喷涂技术在镁锂合金基体上制备防腐涂层。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备镁锂合金金属防腐涂层的方法，它是利用亚音速火焰喷涂技术在镁锂合金基体上制备防腐涂层。

本发明的实施方式是：

喷涂前用砂纸磨光合金表面，用丙酮擦洗镁锂合金试样进行净化处理，并用石英砂对其表面进行喷砂处理，采用氧乙炔火焰喷涂法在镁锂合金基体上制备防腐涂层，得到厚度为10～50μm防腐涂层。

本发明可在无电解液、无水环境下进行涂层制备，避免了在制备镁锂合金涂层过程中发生腐蚀电化学反应，有效地提高了涂层质量和涂层制备效率。

具体实施方式

以下将通过具体的实施例来进一步说明其实施效果，实施例仅用于说明，而不能限制本发明的权利要求范围。

实施例1：

喷涂前砂纸磨光合金表面，用内酮擦洗镁锂合金试样进行净化处理，并用10～20目石英砂对其表面进行喷砂处理，用乙炔作燃气，氧气作助燃气，利用CP-1000型亚音速喷枪在Mg-8Li-1Al合金基体上喷涂粒径范围5μm～30μm的金属Al粉，其工作参数为：氧气工作压力：0.2～0.4MPa，乙炔工作压力：0.5～0.6Mpa，压缩空气压力：0.1～0.2Mpa，喷涂距离：250mm，喷涂角为50°～90°之间，送粉气流量为0.3～0.7m³/h，喷涂时间5S。利用扫描电镜对所制备的涂层厚度进行观测，已制备涂层的抗腐蚀性能由电化学测试系统进行测试并得到涂层的腐蚀电位值。

所得试样涂层厚度为：25μm，腐蚀电位为：-1.056V。

实施例2：