[发明专利]一种在镁合金表面制备Al‑Mg3Sb2复合涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在镁合金表面制备Al-Mg₃Sb₂复合涂层的方法，属于材料工程技术领域。

背景技术

镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有低密度、高比强度，阻尼性、切削加工性好等优点，由于成本的原因，以前只在航空航天和通信领域作为结构件使用。近年来，为解决降低能耗和环保问题，汽车行业把目光投向使其轻量化的镁合金。镁合金能减轻车重和降低燃油消耗，比强度高、比刚度接近于铝合金和钢，良好的铸造性能和尺寸的稳定性、易加工、废品率低，抗冲击、阻尼性能好、在降低噪声、减轻振动、安全和舒适方面优于铝和铁。但由于镁合金高温强度低、抗蠕变性能差，限制了镁合金的应用范围。例如，对于使用温度较高的活塞、发动机引擎盖等汽车及摩托车零部件，都要求镁合金具有良好的高温力学性能和抗蠕变性能。

目前，常采用添加增强相的方式提高镁合金的抗高温蠕变性能，这种方式通过预先改变了合金的组成来提高镁合金的抗高温蠕变性能，但是不能对已经存在的镁合金结构件进行改善。所以，急需找到一种新的提高镁合金的抗高温蠕变性能的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在镁合金表面制备Al-Mg₃Sb₂复合涂层的方法，以克服镁合金在应用中存在的高温强度低、抗蠕变性能差的缺陷，采用本发明的方法能够在镁合金表面获得热稳定性好的涂层。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种在镁合金表面制备Al-Mg₃Sb₂复合涂层的方法，包括以下步骤：

（1）将质量比为23：77的Mg粉和Sb粉混合均匀，得到Mg-Sb混合粉末；将Mg-Sb混合粉末置于球磨机中进行球磨，使Mg、Sb产生化学反应形成金属间化合物Mg₃Sb₂；

（2）将步骤（1）得到的Mg₃Sb₂粉末和Al粉造粒；

（3）对镁合金工件表面进行喷砂处理；

（4）在经步骤（3）处理的镁合金工件表面热喷涂经步骤（2）造粒得到的粉末，得到Al-Mg₃Sb₂复合涂层；

（5）将经步骤（4）的镁合金工件表面Al-Mg₃Sb₂复合涂层在250-300℃下加热；

（6）在10-15MPa条件下进行热压，即成。

所述步骤（1）中，Mg-Sb混合粉末在球磨机中的球料质量比为15：1，球磨时间10-15小时；Mg-Sb混合粉末球磨后的粒度为15-25um。

所述步骤（2）中，Al粉的粒度为20-30um，Mg₃Sb₂粉末和Al粉的质量比为(0.2-0.8)：1。

所述步骤（2）中的造粒方式为：将Mg₃Sb₂粉末和Al粉混合均匀，加入相当于Mg₃Sb₂粉末和Al粉总质量80-100%的聚乙烯醇水溶液，搅拌均匀，干燥，采用机械破碎方法破碎，即成。

所述聚乙烯醇水溶液的质量百分数为7%。

所述步骤（2）中，造粒后的粒度为100-150 um。

所述步骤（3）中，喷砂的气体压力为0.6-0.8MPa。

所述步骤（4）中，所述的热喷涂方式为火焰喷涂、等离子喷涂或超音速火焰喷涂，Al-Mg₃Sb₂复合涂层的厚度为0.15-0.25mm。

所述步骤（5）中，镁合金工件表面Al-Mg₃Sb₂复合涂层采用氧-乙炔火焰进行加热。

本发明的技术原理具体如下：