[發明專利]一種在鎂合金表面制備Al?Mg3Sb2復合涂層的方法

有效

• 申請號: 201610441069.7
• 申請日: 2016-06-20
• 公開（公告）號: CN105908118B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 周小平
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: C23C4/129
• 分類號: C23C4/129;C23C4/134;C23C4/02;C23C4/08;C23C4/18;B22F9/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 馬麗娜

技術領域

本發明涉及一種在鎂合金表面制備Al-Mg₃Sb₂復合涂層的方法，屬于材料工程技術領域。

背景技術

鎂合金是目前實際應用中最輕的金屬結構材料，具有低密度、高比強度，阻尼性、切削加工性好等優點，由于成本的原因，以前只在航空航天和通信領域作為結構件使用。近年來，為解決降低能耗和環保問題，汽車行業把目光投向使其輕量化的鎂合金。鎂合金能減輕車重和降低燃油消耗，比強度高、比剛度接近于鋁合金和鋼，良好的鑄造性能和尺寸的穩定性、易加工、廢品率低，抗沖擊、阻尼性能好、在降低噪聲、減輕振動、安全和舒適方面優于鋁和鐵。但由于鎂合金高溫強度低、抗蠕變性能差，限制了鎂合金的應用范圍。例如，對于使用溫度較高的活塞、發動機引擎蓋等汽車及摩托車零部件，都要求鎂合金具有良好的高溫力學性能和抗蠕變性能。

目前，常采用添加增強相的方式提高鎂合金的抗高溫蠕變性能，這種方式通過預先改變了合金的組成來提高鎂合金的抗高溫蠕變性能，但是不能對已經存在的鎂合金結構件進行改善。所以，急需找到一種新的提高鎂合金的抗高溫蠕變性能的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在鎂合金表面制備Al-Mg₃Sb₂復合涂層的方法，以克服鎂合金在應用中存在的高溫強度低、抗蠕變性能差的缺陷，采用本發明的方法能夠在鎂合金表面獲得熱穩定性好的涂層。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種在鎂合金表面制備Al-Mg₃Sb₂復合涂層的方法，包括以下步驟：

（1）將質量比為23：77的Mg粉和Sb粉混合均勻，得到Mg-Sb混合粉末；將Mg-Sb混合粉末置于球磨機中進行球磨，使Mg、Sb產生化學反應形成金屬間化合物Mg₃Sb₂；

（2）將步驟（1）得到的Mg₃Sb₂粉末和Al粉造粒；

（3）對鎂合金工件表面進行噴砂處理；

（4）在經步驟（3）處理的鎂合金工件表面熱噴涂經步驟（2）造粒得到的粉末，得到Al-Mg₃Sb₂復合涂層；

（5）將經步驟（4）的鎂合金工件表面Al-Mg₃Sb₂復合涂層在250-300℃下加熱；

（6）在10-15MPa條件下進行熱壓，即成。

所述步驟（1）中，Mg-Sb混合粉末在球磨機中的球料質量比為15：1，球磨時間10-15小時；Mg-Sb混合粉末球磨后的粒度為15-25um。

所述步驟（2）中，Al粉的粒度為20-30um，Mg₃Sb₂粉末和Al粉的質量比為(0.2-0.8)：1。

所述步驟（2）中的造粒方式為：將Mg₃Sb₂粉末和Al粉混合均勻，加入相當于Mg₃Sb₂粉末和Al粉總質量80-100%的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻，干燥，采用機械破碎方法破碎，即成。

所述聚乙烯醇水溶液的質量百分數為7%。

所述步驟（2）中，造粒后的粒度為100-150 um。

所述步驟（3）中，噴砂的氣體壓力為0.6-0.8MPa。

所述步驟（4）中，所述的熱噴涂方式為火焰噴涂、等離子噴涂或超音速火焰噴涂，Al-Mg₃Sb₂復合涂層的厚度為0.15-0.25mm。

所述步驟（5）中，鎂合金工件表面Al-Mg₃Sb₂復合涂層采用氧-乙炔火焰進行加熱。

本發明的技術原理具體如下：