[發明專利]一種鎂合金微弧氧化-電泳復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201210190789.2
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102677127A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 慕偉意;李爭顯;杜繼紅;駱瑞雪
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: C25D11/30
• 分類號: C25D11/30;C25D13/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于鎂合金表面處理技術領域，具體涉及一種鎂合金微弧氧化-電泳復合涂層及其制備方法。

背景技術

鎂合金具有密度小、比強度高、比剛度高、減震性能好、電磁屏蔽性能好等優點，在降低能源消耗、減少環境污染、實現輕量化等方面具有顯著優勢，因此被廣泛地應用于汽車、電子、武器裝備、國防軍工、航空航天等領域。

然而，鎂合金的標準電極電位極負，其耐蝕性很差，在大氣中經自然氧化后表面形成的氧化膜疏松多孔，基本不具備保護作用，因此鎂合金很容易受到腐蝕破壞，尤其是在特殊環境如高濕度、高溫度、高鹽分的復雜惡劣環境中，濃重的腐蝕氣氛會對鎂合金造成嚴重的腐蝕。

目前工業生產中鎂合金的表面處理方法主要有陽極氧化、化學氧化、微弧氧化和電泳磷化等。

經陽極氧化或化學氧化處理后的鎂合金經中性鹽霧腐蝕試驗測得其耐蝕時間≤100h，遠低于500h以上的常規防腐蝕要求。

微弧氧化是在陽極氧化處理工藝基礎上發展起來的一種以鋁、鎂、鈦等閥金屬或其合金為基體，在其表面制備陶瓷層的新方法。該方法通過微區的瞬間高溫燒結作用在基體的表面原位生長出一層氧化物陶瓷層；該陶瓷層與基體的結合牢固，其耐蝕性和耐磨性等性能優良，能夠滿足一般環境中的耐蝕性要求，但在高溫高濕等特殊環境中，其耐蝕性與實際生產需要還有較大的差距。

電泳磷化工藝能夠使鎂合金的耐蝕性顯著提高。2007年第1期的《江蘇大學學報》由連建設等人發表的“鎂合金表面的鋅系磷化及陰極電泳”公開了一種先在鎂合金表面制備一層鋅系磷化膜，然后在磷化膜上進行陰極電泳處理制備復合涂層的方法，利用該方法制備的復合涂層能耐1000h的鹽霧腐蝕。但是這種電泳磷化工藝過程復雜，廢水排放量大，對環境污染嚴重。

研究發現，以微弧氧化工藝替代電泳磷化工藝，可以提高鎂合金的耐蝕性，微弧氧化的氧化物陶瓷層與電泳沉積層有很高的結合力，并且能夠簡化電泳工藝的工序。

在2009年第4期《材料研究學報》由楊巍等人發表的“鎂合金微弧電泳復合膜層的微觀結構和抗腐蝕性能”公開了一種將鎂合金進行微弧氧化-電泳處理制備復合膜層的方法。該方法制備的復合膜層中陶瓷層與電泳沉積層的結合力高，能耐800h的鹽霧腐蝕；但是其綜合性能不及電泳磷化工藝制備的復合涂層，并且對于提高鎂合金的耐濕熱性和耐航空油浸泡等性能并未涉及。

公開號為CN101376973A的中國專利提供了一種真空濺鍍結合電泳涂裝加工微弧氧化鋁、鎂、鈦等工件的方法。該方法先對鋁、鎂、鈦等工件進行微弧氧化得到陶瓷層，然后進行真空濺鍍處理，使陶瓷層表面獲得導電鍍層，并采用不同顏色的電泳涂料進行電泳處理，使工件具有彩色外觀，兼具陶瓷效果和透彩效果，具有較強的金屬質感；但是該發明對于提高鋁、鎂、鈦等工件的耐蝕性和耐濕熱性等性能并未涉及。

公開號為CN101376974A的中國專利提供了一種微弧氧化工件真空濺鍍防電磁干擾薄膜結合電泳涂裝加工的方法。該方法通過真空濺鍍處理，在微弧氧化陶瓷涂層表面獲得防電磁干擾性和可導電性的鍍層，再對該鍍層進行電泳涂裝處理，使鋁、鎂、鈦等工件兼具陶瓷、透彩和防電磁干擾效果；但是該發明對于提高鋁、鎂、鈦等工件的耐蝕性和耐濕熱性等性能并未涉及。

公告號為CN100588755C的中國專利提供了一種鎂合金微弧電泳復合表面處理的方法。該方法首先將待處理的鎂合金工件置于硅酸鹽系電解液中進行微弧氧化處理，待鎂合金工件表面形成陶瓷層后，再將工件浸入去離子水中，用超聲波清洗器進行清洗，最后對工件進行電泳處理，最終形成復合涂層。該發明簡化了常規電泳工藝的工序，減少了環境污染，制備的復合涂層能耐700h的鹽霧腐蝕試驗。但是其綜合性能不及磷化后電泳的復合涂層；并且該發明對于提高鎂合金的耐濕熱和耐航空油浸泡等性能并未涉及。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種制備工藝簡單、生產成本低廉、適于大規模工業化生產的鎂合金微弧氧化-電泳復合涂層。該復合涂層具有優異的綜合性能，能夠完全滿足目前我國國防軍工、航空航天、武器裝備等領域對鎂合金涂層耐腐蝕、耐濕熱、耐航空油浸泡、耐沖擊及結合強度等性能的要求。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鎂合金微弧氧化-電泳復合涂層，由經微弧氧化處理后覆于鎂合金表面的陶瓷層和經電泳處理后沉積于所述陶瓷層表面的沉積層組成，其特征在于，所述陶瓷層的厚度為15μm～35μm，表面粗糙度Ra為2.0μm～4.5μm，孔隙率為15％～40％；所述沉積層的厚度為20μm～45μm。