[發明專利]一種鋁合金表面防護涂層的制備方法

無效

• 申請號: 201210006358.6
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102534542A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 魏建忠;馬捷;李輝;張永志;范愛玲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C23C16/14
• 分類號: C23C16/14
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于金屬材料腐蝕與防護領域，特別為鋁合金提供了一種耐磨、耐腐蝕的難熔金屬鎢防護涂層的制備方法。

背景技術

鋁及鋁合金密度較小，強度高，導電、導熱性能優良，塑性和成型性好，易加工，被廣泛應用于航空航天、軍工、建筑、汽車、船舶等領域中。然而鋁及鋁合金的硬度偏低，耐磨性差，腐蝕電位較負，耐腐蝕、耐沖蝕性較差。鋁合金鑄件的損壞主要發生在表面，因此對鋁合金的表面處理具有重要的應用價值。目前，鋁合金表面處理主要有電鍍、化學鍍、熱噴涂、高能束表面改性等。隨著現代工業的高速發展，對鋁合金的表面要求越來越高，一些成本低、污染少、能適合某些特殊條件、極端條件要求的鋁合金表面處理技術將受到人們的極大重視。

難熔金屬鎢具有高熔點、高硬度、良好的導熱性能和較穩定的化學性能，適應于在高溫、強酸、強堿及在強沖蝕等特殊環境中工作。在鋁或鋁合金表面制備難熔金屬鎢涂層，將使其表面耐磨、耐腐蝕性能極大提高，起到很好的保護作用。

發明內容

本發明利用氣體間的化學反應，在鋁合金基體上生成28～32微米的難熔金屬鎢涂層，涂層的金相顯微照片見附圖1。化學反應方程式為：WF₆+3H₂→W+6HF。

所用設備有：溫度控制柜(要求控溫精度高)；氣體反應裝置(內設置工件擺放裝置，且有暢通的氣體流通管道，能夠準確測溫)；尾氣吸收裝置(采用氫氧化鈉水溶液對尾氣進行噴淋吸收，可達到環保要求)。

鋁合金表面鎢防護涂層的制備方法，其特征在于：化學反應的工藝參數為：反應溫度650～700℃，H₂流量為4～4.5L/min，WF₆流量為6～6.5g/min，升溫速度為15～20℃/min，降溫速度為15～20℃/min，反應時間35～40min。

工藝流程如附圖2。

本專利技術的主要特點

(1)本專利操作簡單，整個過程自動控制，易實現工業批量生產；

(2)本專利采用常壓下的化學反應，設備簡單，投入少，見效快。

(3)本專利適應各種形狀、尺寸的鋁合金，應用性廣；

(4)本專利所得涂層的成分為100％存鎢，對鋁合金的具有極強防護作用。

附圖說明

圖1：帶有鎢涂層鎂合金的金相顯微照片；

圖2：工藝流程圖。

具體實施方式：

將鋁合金基體進行表面預處理后，進行化學反應的具體實例工藝參數及效果如下：

對實例1、2、3中的涂層取樣，進行顯微硬度測量，載荷300g，保持時間15s，硬度值皆達到了550HV，比鋁合金基體硬度提高300HV。

對實例1、2、3和對比例分別取樣，在SO₂-鹽霧腐蝕試驗箱中檢測，箱內溫度50℃，采用壓縮空氣連續噴霧。結果顯示：實例1、2、3中的試樣在5小時內沒有見到涂層表面有變化，對比例中試樣在涂層脫落處出現明顯的腐蝕坑洞。

由此可見，通過對化學反應有效控制，得到的鎢涂層對鋁合金起到了很好的防護作用。化學反應的最佳工藝參數設定為：化學反應溫度650～700℃，H₂流量為4～4.5L/min，WF₆流量為6～6.5g/min，升溫速度為15～20℃/min，降溫速度為15～20℃/min。