[发明专利]镁的冷喷涂和热处理涂覆

说明书

技术领域

本公开涉及涂覆镁的方法，并且更具体地涉及冷喷涂和热处理镁的方法。

背景技术

本部分提供并不必然构成现有技术的本公开相关背景技术信息。

镁和镁合金具有低密度、高强度质量比和高硬度，这使其越来越多地用于各种应用例如用于汽车工业和电子工业。但是，镁和镁合金在不同的工业中的实施会因为材料非常容易腐蚀而受限。

保护性涂层已经被用于避免腐蚀，但是用于施加保护性涂层的选择具有妨碍使用镁和镁合金的缺点。例如，已经声明有多种不同的涂覆技术譬如冷喷涂和热扩散。冷喷涂包括以低于颗粒物熔化温度的温度在基底上喷涂颗粒物。冷喷涂颗粒物的动能会造成颗粒物在基底上塑性变形。冷喷涂技术在镁合金上取得了有限的成功。而且，因为涂层是通过颗粒物向基底聚集而形成，所以冷喷涂技术具有喷涂层存在不必要孔隙的局限性。

另一种涂覆技术热扩散也已经得到应用，其中基底被浸入要涂覆到基底上的加热材料粉末中。热扩散提供了良好的涂层结合，但是施加的保护性涂层的微观结构不一致导致了不一致的涂层和性能。而且，热扩散技术要求处理温度接近于待涂覆基底的熔点。如果来自于热扩散的热量足以使基底翘曲或熔化，那么基底的期望性质可能就会不合需要地被改变或丢失。

发明内容

本部分提供了本公开的一般性概述，而且并不是对其完整保护范围或其所有特征的全面公开。

在各方面中，本发明的教导提供了涂覆镁基底的方法。低熔点材料被冷喷涂到镁基底的区域上。耐腐蚀材料被冷喷涂到至少一部分低熔点材料上以形成有涂层的镁基底。有涂层的镁基底随后被加热。

在另一些方面中，提供了制备有涂层的镁基底的方法。至少在镁基底的区域上构建包括可塑性变形的低熔点材料或防护材料的防护层。至少在防护层的区域上构建包括可塑性变形的耐腐蚀金属例如铝材或锌材的包覆层以形成有涂层的镁基底。有涂层的镁基底至少被加热至防护材料以及铝材或锌材中至少一种的熔化温度。

在又一些方面中，提供了有涂层的镁基底。有涂层的镁基底包括镁基底、至少一部分镁基底上的冷喷涂低熔点材料以及至少一部分低熔点材料上的冷喷涂保护性材料。

方案1.一种涂覆镁基底的方法，包括：

将低熔点材料冷喷涂到镁基底的区域上；

将耐腐蚀材料冷喷涂到至少一部分低熔点材料上以形成有涂层的镁基底；以及

加热有涂层的镁基底。

方案2. 如方案1所述的方法，其中耐腐蚀材料包括铝材或锌材。

方案3. 如方案1所述的方法，其中低熔点材料从由锑、铋、镉、铅、锡及其合金或其组合构成的组中选出。

方案4. 如方案1所述的方法，其中低熔点材料具有等于或小于约300摄氏度的熔点。

方案5. 如方案1所述的方法，进一步包括在低熔点材料上冷喷涂耐腐蚀材料之前，先加热其上具有低熔点材料的镁基底。

方案6. 如方案1所述的方法，其中低熔点材料具有第一熔点且铝具有第二熔点，并且进一步包括将有涂层的镁基底加热到低于或等于第一熔点和第二熔点中最小值的温度。

方案7. 一种制备有涂层的镁基底的方法，包括：

至少在镁基底的区域上构建包括塑性变形的防护材料的防护层；

至少在防护层的区域上构建包括塑性变形的铝材或锌材的包覆层以形成有涂层的镁基底；以及

将有涂层的镁基底至少加热至防护材料以及铝材或锌材中至少一种的熔化温度。

方案8. 如方案7所述的方法，进一步包括在构建防护层之前用掩模遮蔽一部分镁基底。

方案9. 如方案7所述的方法，其中构建防护层进一步包括冷喷涂防护材料，并且其中构建包覆层进一步包括冷喷涂铝材或锌材。

方案10. 如方案7所述的方法，进一步包括在防护层和包覆层之间形成过渡梯度。

方案11. 如方案7所述的方法，其中防护材料具有等于或小于约300摄氏度的熔点。

方案12. 如方案7所述的方法，进一步包括在构建包覆层之前先加热其上具有防护层的镁基底。

方案13. 如方案7所述的方法，其中构建防护层进一步包括施加厚度为从单分子层到约1毫米的防护材料。

方案14. 如方案7所述的方法，其中构建包覆层进一步包括施加厚度为从单分子层到约10毫米的铝材或锌材。