[發明專利]一種鎂合金表面耐熱涂層的成型方法

有效

• 申請號: 201610483713.7
• 申請日: 2016-06-28
• 公開（公告）號: CN105945259B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 龍威;范春;夏露
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: B22D19/08
• 分類號: B22D19/08;B22D17/00;C23C4/06;C23C4/12
• 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: 汪俊鋒

技術領域

本發明屬于成型技術領域，特別涉及一種鎂合金表面耐熱涂層的成型方法。

背景技術

鎂合金具有比強度、比剛度高，減振性好等一系列優點，在航空、航天、汽車、電子和家電等行業具有極其重要的應用價值和廣闊的應用前景。但是鎂合金化學性質活潑易腐蝕，硬度低不耐磨，熔點低耐熱性能差，嚴重制約了鎂合金的應用。

鎂合金表面處理能有效改進各種表面性能，提高其耐腐蝕、耐磨、耐熱性能。采用適當的表面處理技術，是提高鎂合金表面性能的有效途徑。表面處理技術是材料表面經過預處理后，通過在材料表面涂覆、改性或多種表面技術復合處理，改變固體材料的表面形態、化學成分、組織結構和應力狀態等，以獲得所需表面性能的處理過程。近幾十年來，表面處理技術的發展使鎂合金的防護問題取得了很大的進展，已成為一門專業技術。除了傳統的改變合金元素成分、優化熱處理工藝等對合金組織形態進行優化，和化學氧化、陽極氧化等處理手段來提高鎂合金的表面性能外，新的工藝方法如表面涂覆涂層、激光表面合金化等也不斷出現和發展。對鎂合金進行表面處理的方法有：化學轉化、自組裝單分子膜、陽極氧化、電鍍與化學鍍、液相沉積與溶膠凝膠涂層、氣相沉積、熱噴涂、激光熔覆合金涂層等。

熱噴涂技術是指利用火焰、電弧、等離子弧等熱源，將某些粉末狀（或絲狀）材料迅速加熱至熔融或半熔融狀態，再經過高速氣流或焰流使之細化，并以一定的速度噴射沉積到經預處理的工件表面上，形成一種具有各種特殊性能的涂層。火焰噴涂是一種常用的熱噴涂方法，它是借助氧-乙炔燃燒火焰為熱源，把熔材以一定的速度連續通過噴嘴中心送入火焰，端部在高溫火焰中受熱熔化后，高速氣流將熔化的熔材霧化成細微的顆粒，并在火焰和高速氣流的推動下，沉積在經過表面預處理的基體上。

鎂合金化學性質活潑易腐蝕，熔點低耐熱性能差，使用熱噴涂制備表面涂層的話，鎂合金在高溫作用下，表面會發生熔蝕和氧化，破壞了鎂合金基體表面，另外制備的涂層與基體結合強度較低，造成組織疏松、多孔、內應力較大，另外由于熔材的熔斷、噴射不均勻致使涂層的性能不均勻。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種鎂合金表面耐熱涂層的成型方法。該方法制備的鎂合金表面Al-Mg₂Si復合涂層，集合了Al的摩擦系數低，化學穩定性好，Mg₂Si材料的高熔點、低密度、低熱導率、在高溫時有較好的韌性等優點，可以在鎂合金表面形成結合強度高、致密度好的隔熱耐熱層，有效防止或降低鎂合金在熱環境下使用時的變形和性能下降。

本發明的一種鎂合金表面耐熱涂層的成型方法，包括如下步驟：

1）對鎂合金成型鑄型型腔使用質量濃度4%-5%的硝酸酒精溶液進行清理，清理完成后在鑄型型腔內均勻涂刷聚硅氧烷水性溶液，烘干；

2）將粒度范圍為5-30μm的Al粉末和Mg₂Si粉末混合均勻后進行造粒處理，獲得粒度為150-250μm的 Al-Mg₂Si混合粉末；

3）將造粒處理后的Al-Mg₂Si混合粉末熱噴涂到烘干處理后的鑄型型腔內；

4）鎂合金液澆注前將鑄型型腔表面在80-150℃溫度下預熱；將熔融的鎂合金金屬液通過壓力鑄造方法充填鑄型型腔，在50-80MPa壓力下保壓凝固10-20s；

5）開啟壓力鑄造機上的增壓器，增壓至200-500MPa，保壓60-180s，冷卻、脫模，即得鎂合金表面耐熱涂層。

所述的成型方法，步驟1）中鑄型型腔內均勻涂刷的聚硅氧烷水性溶液質量濃度為2%-6%；

所述的成型方法，步驟2）中使用濃度為3%-5%的聚乙烯醇對混合均勻后的Al粉末和Mg₂Si粉末進行造粒處理；

所述的成型方法，步驟2）中，Al粉純度99wt%以上，加入量為混合粉末總質量的20%-80%；Mg₂Si純度98.5wt%以上，加入量為混合粉末總質量的20%-80%；

所述的成型方法，步驟3）中，造粒處理后的Al-Mg₂Si混合粉末熱噴涂到經烘干處理后的鑄型型腔內的厚度為0.1-0.3mm。