[發(fā)明專(zhuān)利]一種鎂鋰合金表面導(dǎo)電防腐涂層及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011088318.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112195457A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章文捷;張小兵;馬靜;周雯;孫坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C23C22/57
• 分類(lèi)號(hào): C23C22/57;C25D11/30;C23C28/04
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專(zhuān)利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發(fā)明提供了一種鎂鋰合金表面導(dǎo)電防腐涂層及其制備方法，將化學(xué)氧化層分布在零件全表面；除與其他零件接觸的表面之外，在化學(xué)氧化層上還覆蓋有一層微弧氧化層，微弧氧化時(shí)在電解液中加入葡萄糖酸鈉或檸檬酸鈉作為添加劑。本發(fā)明能夠替代現(xiàn)有涂層，提高鎂鋰合金工件的耐腐蝕性能；實(shí)現(xiàn)工件接觸部位導(dǎo)電，滿足工件電磁屏蔽的導(dǎo)通需求；大幅提升整個(gè)防護(hù)涂層在兼顧防腐蝕和電磁屏蔽時(shí)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合涂層及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂鋰合金作為鎂合金材料中的一種，是目前工程應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料。鎂鋰合金密度在0.87～1.8g/cm³，基本與塑料的比重相當(dāng)，是鋼材的1/7左右，比普通鎂合金輕1/4～1/3，比鋁合金輕1/3～1/2，被稱(chēng)為超輕合金。鎂鋰合金在相同的重量情況下，有遠(yuǎn)超其他金屬和塑料的比強(qiáng)度和比剛度，在結(jié)構(gòu)輕量化方面極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。另外鎂鋰合金有較大的阻尼，是鋁合金的十幾倍，在吸收沖擊能量、減震減噪方面表現(xiàn)優(yōu)異，鎂鋰合金材料還具備良好的抗高能粒子穿透的能力，所以在電子設(shè)備屏蔽電磁干擾方面也有突出表現(xiàn)。

鎂鋰合金不但具有普通鎂合金的優(yōu)點(diǎn)，還能夠在常溫下塑性加工成型，可通過(guò)軋延、沖壓進(jìn)行大量生產(chǎn)，也可鑄造成型和半固態(tài)注塑成型，型材克服了其他鎂合金不能冷加工成型的缺點(diǎn)，可焊接、膠接、切削加工，成型性能好，是最理想的減重結(jié)構(gòu)材料之一，其與鋼鐵、鋁、銅、工程塑料的互補(bǔ)，為對(duì)材料減重有迫切需求的航空、航天、軍用電子、兵器工業(yè)、核工業(yè)、交通運(yùn)輸、3C產(chǎn)業(yè)、提供了更加豐富、多樣的全新選擇，有著巨大發(fā)展?jié)摿彤a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。同時(shí)鎂鋰合金有著豐富的資源儲(chǔ)量和良好的生物互溶性、可降解性，不但對(duì)緩解全球工業(yè)發(fā)展面臨的資源危機(jī)、能源危機(jī)和環(huán)境污染具有重要意義，還在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著全新的應(yīng)用，被譽(yù)為最具應(yīng)用潛力的“21世紀(jì)的環(huán)保工程材料”，受到世界各國(guó)的高度關(guān)注，也使得其成為了繼鋼鐵和鋁合金之后發(fā)展起來(lái)的第三類(lèi)金屬結(jié)構(gòu)材料。

但鎂鋰合金因?yàn)榻M分占比最大的鎂、鋰元素固有的化學(xué)活潑性，即使暴露在干燥的空氣中也極易腐蝕。而目前用于鎂鋰合金表面處理的常規(guī)防腐涂層或多或少存在一定缺陷，無(wú)法同時(shí)滿足絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)件對(duì)防腐蝕和電磁屏蔽的要求，無(wú)法可靠阻止鎂鋰合金基材腐蝕的發(fā)生，制約了鎂鋰合金在航空、航天、電子、船舶和兵器等領(lǐng)域有效應(yīng)用。因此，亟待研發(fā)一種同時(shí)具備防腐蝕和兼顧電磁屏蔽性能的新型涂層。

當(dāng)前，鎂鋰合金表面防護(hù)方法主要有化學(xué)氧化、陽(yáng)極氧化、微弧氧化、鍍鎳和噴漆等。化學(xué)氧化兼具較好防護(hù)性和良好的導(dǎo)電性，但涂層耐磨性差，在實(shí)際工程中，由于轉(zhuǎn)運(yùn)、裝配等環(huán)節(jié)的損傷容易造成基材腐蝕，一般不能單獨(dú)使用，需與其他防護(hù)工藝相結(jié)合；陽(yáng)極氧化因其安全性一般很少使用；微弧氧化防腐性能好，但涂層表面絕緣，無(wú)法在需要電磁屏蔽的工件上使用，限制了其使用范圍；鍍鎳工藝復(fù)雜，成本高，并且在工件內(nèi)部陰角及外部棱邊部位時(shí)常出現(xiàn)漏點(diǎn)，漏點(diǎn)會(huì)在電解液作用下形成原電池反應(yīng)，導(dǎo)致工件急速腐蝕；噴漆是將絕緣有機(jī)涂膜覆蓋在工件表面的一種施工方式，一般是在工件最外表面進(jìn)行的防護(hù)，不是有效的解決方案。

除以上常規(guī)涂層外，隨著表面處理技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來(lái)微弧氧化、磁控濺射等技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，使得采用不同技術(shù)相結(jié)合，發(fā)揮各自?xún)?yōu)點(diǎn)，制備兩層或多層復(fù)合涂層的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。現(xiàn)有的技術(shù)表明，采用不同技術(shù)制備的復(fù)合涂層的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)單一涂層，如將微弧氧化與多弧離子鍍結(jié)合制備的復(fù)合涂層可兼顧導(dǎo)電與防腐蝕需求，性能大幅度提高，但受多弧離子鍍?cè)O(shè)備限制，不能進(jìn)行大型復(fù)雜工件的復(fù)合涂層制備，因此具有一定的局限性。