[发明专利]一种铝合金表面防护涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料腐蚀与防护领域，特别为铝合金提供了一种耐磨、耐腐蚀的难熔金属钨防护涂层的制备方法。

背景技术

铝及铝合金密度较小，强度高，导电、导热性能优良，塑性和成型性好，易加工，被广泛应用于航空航天、军工、建筑、汽车、船舶等领域中。然而铝及铝合金的硬度偏低，耐磨性差，腐蚀电位较负，耐腐蚀、耐冲蚀性较差。铝合金铸件的损坏主要发生在表面，因此对铝合金的表面处理具有重要的应用价值。目前，铝合金表面处理主要有电镀、化学镀、热喷涂、高能束表面改性等。随着现代工业的高速发展，对铝合金的表面要求越来越高，一些成本低、污染少、能适合某些特殊条件、极端条件要求的铝合金表面处理技术将受到人们的极大重视。

难熔金属钨具有高熔点、高硬度、良好的导热性能和较稳定的化学性能，适应于在高温、强酸、强碱及在强冲蚀等特殊环境中工作。在铝或铝合金表面制备难熔金属钨涂层，将使其表面耐磨、耐腐蚀性能极大提高，起到很好的保护作用。

发明内容

本发明利用气体间的化学反应，在铝合金基体上生成28～32微米的难熔金属钨涂层，涂层的金相显微照片见附图1。化学反应方程式为：WF₆+3H₂→W+6HF。

所用设备有：温度控制柜(要求控温精度高)；气体反应装置(内设置工件摆放装置，且有畅通的气体流通管道，能够准确测温)；尾气吸收装置(采用氢氧化钠水溶液对尾气进行喷淋吸收，可达到环保要求)。

铝合金表面钨防护涂层的制备方法，其特征在于：化学反应的工艺参数为：反应温度650～700℃，H₂流量为4～4.5L/min，WF₆流量为6～6.5g/min，升温速度为15～20℃/min，降温速度为15～20℃/min，反应时间35～40min。

工艺流程如附图2。

本专利技术的主要特点

(1)本专利操作简单，整个过程自动控制，易实现工业批量生产；

(2)本专利采用常压下的化学反应，设备简单，投入少，见效快。

(3)本专利适应各种形状、尺寸的铝合金，应用性广；

(4)本专利所得涂层的成分为100％存钨，对铝合金的具有极强防护作用。

附图说明

图1：带有钨涂层镁合金的金相显微照片；

图2：工艺流程图。

具体实施方式：

将铝合金基体进行表面预处理后，进行化学反应的具体实例工艺参数及效果如下：

对实例1、2、3中的涂层取样，进行显微硬度测量，载荷300g，保持时间15s，硬度值皆达到了550HV，比铝合金基体硬度提高300HV。

对实例1、2、3和对比例分别取样，在SO₂-盐雾腐蚀试验箱中检测，箱内温度50℃，采用压缩空气连续喷雾。结果显示：实例1、2、3中的试样在5小时内没有见到涂层表面有变化，对比例中试样在涂层脱落处出现明显的腐蚀坑洞。

由此可见，通过对化学反应有效控制，得到的钨涂层对铝合金起到了很好的防护作用。化学反应的最佳工艺参数设定为：化学反应温度650～700℃，H₂流量为4～4.5L/min，WF₆流量为6～6.5g/min，升温速度为15～20℃/min，降温速度为15～20℃/min。