[发明专利]一种耐腐蚀镁合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及镁合金，特指一种耐腐蚀镁合金的制备方法。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度及比刚度高、电磁屏蔽性能好、易于回收利用等一系列优点，被誉为二十一世纪的绿色材料。但是，由于镁的化学活性高，镁合金的整体耐腐蚀性能较差，极大地限制了镁合金的应用。耐蚀镁合金的开发，为扩大镁合金的应用提供了良好的技术支撑。

目前，耐蚀镁合金的开发思路是降低镁合金中Fe、Cu、Ni等杂质元素的含量，以降低镁合金的化学活性，或者通过添加合金元素在镁合金表面形成耐腐蚀的氧化膜，从而起到提高镁合金耐腐蚀性能的作用。其中，开发高纯镁合金已经成为欧美汽车工业增加镁合金用量的重要途径之一，但是工艺难度较大。稀土耐蚀镁合金具有良好的室温力学性能和高温耐蚀性能，但是稀土的成本高，要产业化应用尚有一定的距离。目前，可用于实际生产的廉价的、具有良好综合性能的耐蚀镁合金的牌号还比较少。提高镁合金耐腐蚀的另一个途径就是对镁合金进行表面防护，即通过各种技术在镁合金表面形成一层耐腐蚀的保护层，化学镀镍（如：常立民，孙小。镁合金化学镀镍研究进展。2010，29（9）：25-29）就是其中的方法之一。通过化学镀镍，可以极大地提高镁合金在大气和低浓度盐水中的使用寿命。但是，表面防护方法存在一个很大的问题，对镁合金来说也是比较致命的问题，即防护层一旦发生破坏，镁合金本身不具备自修复的能力，将严重影响材料或零件的继续使用。

本发明的目的是开发一种新型耐腐蚀镁合金制备方法，将化学镀镍技术结合到新材料的开发之中。

发明内容

本发明提出一种耐腐蚀镁合金的制备方法，其原理是：利用目前比较成熟的镁合金表面防护方法，对镁合金颗粒表面化学镀镍，化学镀镍过程中通过搅拌保证镁合金颗粒表面镀镍层均匀，然后将化学镀镍的镁合金颗粒半固态成形，充分利用复合颗粒的变形能力，获得致密的材料，这种材料在表层遭到损伤时，腐蚀不会继续向材料内部扩展。

一种耐腐蚀镁合金的制备方法，其特征在于：首先对镁合金颗粒进行化学镀镍，接着将经过化学镀镍的镁合金颗粒加热到镁合金的半固态温度，最后对化学镀镍的镁合金颗粒进行半固态成形，从而获得耐腐蚀镁合金。

所述的镁合金颗粒，是指由镁合金加工成的长径比为1~2的，平均直径为10~50μm的粉体材料，粉体中总杂质含量不大于0.5wt%。

所述的进行化学镀镍，是指采用常规的镁合金化学镀镍工艺，对经过表面预处理的镁合金颗粒进行化学镀镍，在化学镀镍过程中边化学镀镍边对电镀液进行搅拌，搅拌速度控制在30~90r/min。

所述的加热到镁合金的半固态温度，是指在氮气保护下以10~30℃/min的加热速度加热到镁合金液相线温度以下10~30℃，并保持5~10min。

所述的半固态成形，是指在底部平整的由热作模具钢制造的模具中，在50~100MPa的压力下对温度处于镁合金液相线温度以下10~30℃的化学镀镍镁合金颗粒挤压5~10s，整个成形过程在氮气保护下进行。

通过本发明的方法可以获得致密的镁合金材料，其最大的特点是在表层遭到损伤时，腐蚀不会继续向材料内部扩展。

具体实施方式

本发明可以根据以下实例实施，但不限于以下实例；在本发明中所使用的术语，除非有另外的说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义；应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围；在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。

实施例1

本实施例具体实施一种耐腐蚀镁合金的制备方法，其具体过程是：首先选用由AZ31镁合金加工成的长径比为1、平均直径为10μm的AZ31合金粉体材料，粉体中总杂质含量控制在0.3wt%；接着，采用常规的镁合金直接化学镀镍工艺，通过对AZ31镁合金粉体进行碱洗→酸洗→氟化物活化，然后对其进行化学镀镍；在化学镀镍过程中边化学镀镍边对电镀液进行搅拌，搅拌速度控制在30r/min；将经过化学镀镍的镁合金颗粒在氮气保护下以10℃/min的加热速度加热到600℃，并保持5min；最后，将温度为600℃的化学镀镍镁合金颗粒在由热作模具钢制造的模具中进行半固态成形，模具的模腔为直径100mm、高60mm的圆柱形空腔且模腔底部平整，成形压力为50MPa，保持10s，整个成形过程在氮气保护下进行，成形结束即获得耐腐蚀镁合金。