[发明专利]一种镁合金表面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于材料加工工程的热喷涂领域，涉及一种利用热喷涂法在镁合金表面形成耐腐耐蚀涂层的镁合金表面处理方法。

背景技术

中国是世界上镁资源最丰富的国家，菱镁矿探明储量约占世界的 1/4，具有发展镁产业的先天性基础条件；此外，中国不但是一个摩托车生产、消费和出口大国，也是一个汽车生产和消费大国，镁及镁合金产品的市场应用前景广阔；普通镁合金最大缺点是在熔化和成型过程中易氧化燃烧，这使得镁合金的熔炼一直非常棘手，在有熔剂或气体保护下熔炼，虽然能阻止镁合金的燃烧，但仍存在很多问题，未从本质上解决其易氧化燃烧的问题，以至于造成生产中的环境污染、装备复杂和合金性能降低；于是人们通过合金化的方法来达到阻燃的目的，以消除前两种方法带来的不利影响，并称之为合金化阻燃法，其机理是在镁合金熔炼过程中添加特定的合金元素来影响合金氧化的热力学反应与动力学过程，形成具有保护作用的致密氧化膜，达到阻止合金剧烈氧化的目的，并且使镁合金在后续加工过程中的氧化燃烧的倾向大大降低，从而提高镁合金的加工安全性；通常是向镁合金中加入碱金属、稀土等合金阻燃元素，从而提高镁合金的燃点，使熔炼和浇铸时不产生燃烧，提高了镁合金的加工安全性；针对镁合金易腐蚀，不耐磨的缺点，除了开发高纯镁和新型镁合金外，进行适当的表面处理也是一种有效的办法。

目前，采用的表面处理方法如涂装、阳极氧化处理、微弧氧化处理、化学转换处理等虽然可以提高其抗氧化和耐腐蚀性能，但是也存在着不可忽视的局限性，微弧氧化处理、化学转换处理等虽然可以提高其抗氧化和耐腐蚀性能，但是也存在着不可忽视的局限性；对化学转化膜的耐蚀性研究表明化学转化膜只能减缓腐蚀速度并不能有效防止腐蚀，而阳极氧化膜具有多孔的特点，因此涂层必须进行封闭处理，工艺复杂；微弧氧化又存在着产生有害离子的严重缺陷，不符合现在环保发展的要求；而通常在镁合金表面电镀或化学镀金属是很困难的，原因是镁合金十分活泼，表面迅速形成氧化膜阻止镀层金属与基体之间形成金属-金属键；镁是碱土金属，在溶液中与其它金属离子的置换反应十分剧烈。又由于镁合金燃点低容易燃烧，所以一般不采用热喷镀和热浸镀综上，现在所采用的镁合金表面处理方法都存在着例如工艺复杂、成本较高、污染环境等一些缺点，从而大大增加了镁合金的使用成本；因此，研发一种能克服以上缺陷的的镁合金表面处理方法成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种镁合金表面处理方法，该表面处理方法采用复合复合喷涂的方法在镁合金表面形成结合强度高且致密性好、对环境污染小的耐蚀、耐磨的涂层，该表面处理方法简单易行，成本低廉。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种镁合金表面处理方法，该表面处理方法包括三个阶段，即预处理阶段、喷涂阶段和喷后处理阶段，其中：

（1）预处理阶段：

对选用的镁合金板块用砂纸进行打磨，然后用丙酮对打磨后的表面进行清洗，然后自然晾干，晾干后对镁合金板块的表面进行喷砂粗化处理，喷砂后用压缩空气对镁合金板块进行喷吹处理，然后再次用丙酮清洗镁合金板块的表面，自然晾干后对镁合金板块加热至80-95℃，保温5-10min待用；

镁合金板块材料由Mg、Al、Mn、Zn、Cu、Ni、Sc、P、Zr、Y、Ca、Sr、B、Co、稀土元素组成，其各组分的百分含量为：

Al：18-20%，Mn：3-6%，Zn：10-13%，Ni：1-3%，Cu：1-3%， Sc：2-3%，P：0.5-0.8%，Zr：3-6%，Ca：10-13%，B：2-4%，Sr：2-5%，Co：2-4%，稀土元素0.5-0.8%，其余为Mg；

稀土元素按重量百分比计包括以下组分：Ce：8-10%，Nd：15-18%，Gd：10-15%，Pr：11-13%，Yb：3-5%，La：12-15%，Sm：10-15%，其余为镧系元素；

（2）喷涂阶段：

a．先在镁合金板块表面上火焰喷涂上喷涂NiCrAlY粘结底层打底，控制喷涂的距离为90-100mm，喷涂的角度为60-85°，送粉气流量为0.5-0.7m³/h，喷涂后粘结底层的厚度为85-95μm；