[发明专利]一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料及其制备方法，该多涂层复合材料包括镁/镁合金基体、形成于镁/镁合金基体上的微弧氧化涂层、以及形成于微弧氧化涂层上的硬脂酸锌涂层；所述微弧氧化涂层的厚度为3.9‑4.7μm；硬脂酸锌涂层的厚度为15.1‑16.3μm。其制备方法包括预处理，微弧氧化和硬脂酸锌涂层的电沉积三个步骤，其制备工艺操作简单易控、成品率高，各复合层的厚度易于控制，所制备出复合材料具有超疏水、抗腐蚀性能优良等特点。

技术领域

本发明涉及一种复合涂层材料及其制备方法，尤其涉及一种以镁/镁合金为基体的电沉积改性的微弧氧化复合涂层材料及其制备方法。

背景技术

镁合金作为新兴的金属结构材料用于工业应用，例如汽车、电子、航空航天、国防军工、冶金、化学化工、交通等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。源于其良好的切削加工性能、热成型性能、导热性能、吸振性能和阻尼性能等。不过，由于镁本身化学性质活泼，标准电极电位非常低，以至于镁合金极易受到腐蚀，从而引起一系列问题。因此，镁或镁合金工业材料使用时，其防腐处理是首先需要解决的技术问题之一。

现有技术中，提高镁合金耐蚀性的途径有三种：合金化、加工处理以及表面改性。其中，通过制造工艺的改进，镁合金的耐腐蚀性能也能得到一定的提升，如通过使用等径角挤压、超塑性成形、快速凝固、粉末冶金法等先进材料制备技术，镁合金的耐腐蚀性能有较好的改善。但由于镁合金非常活泼的化学性质，仅仅通过改进加工工艺无法彻底解决镁合金的耐腐蚀问题。

近年来，表面改性成为现有技术中运用最为普遍的主要技术手段。为了达到充分的保护性能，超疏水涂层备受大家青睐。而且，镁合金作为一种金属结构材料，特别需要从涂层结构与功能一体化的途径设计耐蚀性能优异的新型涂层。截至目前，人们已经研究出多种表面改性涂层与表面改性技术，并开发出了众多的产品。然而，现有技术所制造出的经过表面改性的镁合金产品，均存在诸多方面的不足，主要表现在如耐蚀性、结合力、耐久性等综合性能指标尚存在不足，其实际使用效果不是特别理想。其他镁合金的表面改性方法，例如化学转化膜、离子注入、气相沉积、聚合物涂层等，均普遍存在耐蚀性提高幅度不大、耐磨耐久性差等缺点或问题。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料，以及该复合材料的制备方法。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料，包括镁/镁合金基体、形成于镁/镁合金基体上的微弧氧化涂层、以及形成于微弧氧化涂层上的硬脂酸锌涂层；所述微弧氧化涂层的厚度为3.9-4.7μm；硬脂酸锌涂层的厚度为15.1-16.3μm。

上述硬脂酸锌涂层为超疏水涂层。

优选的，上述以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料为片层结构。

上述结构形式的以镁/镁合金为基体的电沉积改性的微弧氧化复合涂层材料，其复合涂层结构致密且附着力强，具有优越的耐蚀性能，和较长的使用寿命。

上述以镁/镁合金为基体的多涂层复合材料的制备方法，包括以下步骤：

a预处理步骤：将镁/镁合金坯料打磨至表面无明显划痕，然后用有机溶剂和/或去离子水清洗干净，用风吹干备用；

b微弧氧化步骤：室温下，以植酸和氢氧化钠的混合溶液作为电解液，预处理后的镁/镁合金坯料作为阳极，镁棒作为阴极，构建闭合二电极体系；混合溶液中植酸的浓度为8g/L，氢氧化钠的浓度为10g/L；

微弧氧化分为四个阶段：

一是阳极氧化阶段：闭合二电极体系的电压控制在100-120V之间，时间控制在3-4s；

二是火花放电阶段：将电压缓慢增大，直至调节到240-260V之间，电压调节时间控制在10-12min；