[发明专利]一种镁合金表面耐腐蚀涂层、制备方法、装置及应用

说明书

本发明公开了一种镁合金表面耐腐蚀涂层、制备方法、装置及应用，包括以镁合金板材为基板，使用摩擦沉积棒在径向压力作用下，对基板表面进行旋转摩擦前进，同时在基板底部使用冷却台冷却，基板顶部使用高速气流冷却，使所述的摩擦沉积棒软化变形沉积到基板上即得镁合金表面耐腐蚀涂层；所述的摩擦沉积棒为铝合金，所述的冷却台内循环流动冷却液，冷却液的温度为8～20℃。本发明工艺简单、环保，制备的涂层与基体结合良好，涂层微观组织细化，耐腐蚀性能优异且基体原始组织保持稳定。

技术领域

本发明属于金属表面涂层制备技术领域，具体涉及一种镁合金表面耐腐蚀涂层、制备方法、装置及应用。

背景技术

镁合金具有比强度高、减震性好和可加工性强等特点而被广泛应用于汽车工业、电子工业、建筑装饰和军工设备等领域，尤其在航空航天和生物医用方面展现出巨大的应用潜力。然而，镁合金较差的耐腐蚀性严重制约了其进一步发展与应用。

目前，提高镁合金表面耐腐蚀性的方法主要分为两类。一是改变表面化学成分或微观组织提高表面耐蚀性，例如化学转化、阳极氧化、电子束表面改性、激光表面处理等。二是对表面镀膜或涂层提高耐蚀性，例如化学镀膜、气相沉积、磁控溅射技术、热喷涂、冷喷涂等。上述技术虽然均可提高镁合金表面耐蚀性，但仍然不可避免的存在一些问题。例如，化学转化和阳极氧化需配制大量化学溶剂，容易造成环境污染；电子束表面改性和激光处理方法对设备要求较高，耗能大，效率低。热喷涂和冷喷涂对喷涂所需金属粉末尺寸和形状要求严格，原料成本较高，且涂层与基体界面结合弱，容易脱落。磁控溅射技术对设备精度要求较高，成本较高，生产效率低，不适用于大尺寸镁合金表面改性。

发明内容

针对现有制备镁合金耐腐蚀涂层技术的不足，本发明提出一种镁合金表面耐腐蚀涂层、制备方法、装置及应用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种镁合金表面耐腐蚀涂层的制备方法，包括以镁合金板材为基板，使用摩擦沉积棒在径向压力作用下，对基板表面进行旋转摩擦前进，同时在基板底部利用冷却台冷却，基板顶部利用高速气流冷却，使所述的摩擦沉积棒软化变形沉积到基板上即得镁合金表面耐腐蚀涂层；

所述的摩擦沉积棒为铝合金，所述的冷却台内循环流动冷却液，冷却液的温度为8～20℃。

进一步的，所述的冷却液的循环流量为5～10L/min，摩擦沉积棒转速为800～1500rpm，径向压力为3～6kN，前进速度为25～50mm/min。

进一步的，所述的高速气流的出气口直径为1～2mm，进气口压强为0.3～0.8MP。

可选的，所述的镁合金板材厚度为3～20mm，板材宽度为100～2000mm，长度为100～3000mm。

具体的，所述的高速气流的出气口直径为1～2mm，进气口压强为0.3～0.8MP。

进一步的，所述的镁合金板材厚度为3～20mm，板材宽度为100～2000mm，长度为100～3000mm。

优选的，具体包括：

对于厚度为5mm的镁合金板材，表面清洁处理后，利用砂纸打磨基板表面，使其表面粗糙化至25μm≤Ra≤50μm，使用直径为25mm的铝合金摩擦沉积棒在径向压力为5kN的作用下，对镁合金板材表面进行旋转摩擦前进，同时在基板底部使用冷却台冷却，冷却液的温度为10℃，冷却液的循环流量为7L/min，基板顶部使用高速气流冷却，高速气流的出气口直径为1mm，进气口压强为0.5MP，使所述的摩擦沉积棒软化变形沉积到基板上即得镁合金表面耐腐蚀涂层；

摩擦沉积棒转速为1000rpm，前进速度为35mm/min，所述的镁合金表面耐腐蚀涂层的厚度为0.9～1.2mm。