一种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于镁合金表面处理领域，更具体的是关于一种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺。
【背景技术】
[0002]随着电子产品小型化、轻量化的要求越来越高，特别是航空航天、国防等领域在使用镁合金需要其耐蚀和表面导电，由于镁合金化学活泼型极高，耐腐蚀性差，成为了镁合金大面积的应用的瓶颈，极大限制了镁合金的应用。因此，我们设计了表面涂层制备工艺，将镁合金表面喷涂铝涂层，并提高涂层和基体结合力，提升涂层耐蚀性，使镁合金表面具备防腐蚀能力和导电性能。
[0003]提高镁合金表面耐蚀能力得到了广泛的研究，目前镁合金主要的表面处理方法为微弧氧化、有机涂层的方法。微弧氧化是在表面制得氧化镁陶瓷相防护层，与有机涂层同样都为不导电防护层。金属镀(涂)层为一种较优的使镁合金表面同时具备防腐蚀能力和导电性能的方法。随着等离子喷涂技术的快速发展，其焰流温度高、射流速度快，能够制备高质量的涂层，采用这种方式制备铝合金涂层受工件形状影响性小，涂层与机体结合性高。涂层具有导电性能，并能进行一定的机械加工，不影响工件尺寸要求和后续防腐处理。该技术的发展为镁合金表面制备高质量可导电耐蚀涂层提供了有力的支撑。
[0004]然而，在现有的铝涂层喷涂制备工艺中，涂层和镁合金基体的结合力相对较低，具有一定耐蚀能力的铝合金涂层厚度也需要降低，同时，涂层的孔隙率也有待控制和降低，铝涂层表面的耐蚀能力也需要进一步提高，以提升镁合金涂层的耐蚀性。
【发明内容】
[0005]为解决上述现有铝涂层喷涂制备工艺的不足，本发明提供了一种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺，通过对铝涂层热处理和铝涂层表面处理，以提高整体镁合金铝涂层耐蚀性，并保证导电性能。
[0006]为实现上述目的，一种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺，其特征在于包括以下步骤:
[0007]步骤SI，将镁合金表面进行喷砂处理；
[0008]步骤S2，选取铝合金粉末，采用热喷涂的方式在喷砂处理后的镁合金表面制备铝涂层；
[0009]步骤S3，在铝涂层表面均匀涂覆铝胶体，之后放置在真空炉中进行热处理；
[0010]步骤S4，热处理之后，先对铝涂层进行清洗；
[0011 ] 步骤S5，清洗之后，对铝涂层表面进行化学氧化处理；
[0012]完成镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层的制备。
[0013]优选地，步骤S2中的铝合金粉末的粒径在325?425μπι。
[0014]优选地，步骤S2中铝涂层的厚度在0.05?0.3mm之间。
[0015]优选地，步骤S2中热喷涂为等离子喷涂，等离子喷涂涂层孔隙率控制在3%以下。
[0016]优选地，步骤S3中铝胶体为含有助渗剂的铝胶体。
[0017]优选地，步骤S3中，真空热处理的工艺参数为:温度410?430°C，时间90?150min。
[0018]优选地，步骤S4中的清洗具体为:先洗掉铝胶体的残余物，再进行碱洗和酸洗。
[0019]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0020](I)本发明在等离子喷涂制备耐蚀铝涂层的基础之上对涂层进行了耐蚀性能改进措施，提高了涂层和镁合金基体的结合力和铝涂层表面的耐蚀能力，有效降低了铝涂层厚度，有效地保证了铝涂层的导电性能，提升在镁合金表面制备铝涂层的耐蚀能力。
[0021](2)本发明采取的耐蚀性能改进措施包括:在使用等离子喷涂的方式制得耐蚀铝涂层之后，将工件表面均匀涂抹含有助渗剂的铝胶体，进行热处理，制得涂层和基体间的过渡层，提高其结合力，同时通过热处理降低涂层孔隙率，提升涂层质量;将铝涂层表面化学氧化处理，增强了涂层自身的耐蚀能力，同时又不影响涂层的导电性能。
【附图说明】
[0022]图1为本发明制备工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合图1及其实施例对本发明作进一步说明。
[0024]本发明使用等离子喷涂工艺制备铝涂层，在制得质量较高的铝涂层的基础上，并对铝涂层进行了耐蚀性能改进措施，改进措施包括:对铝涂层热处理和对铝涂层表面化学氧化。该方法有效的提高了涂层和镁合金基体的结合力和铝涂层表面的耐蚀能力，有效降低了铝涂层厚度，有效地保证了铝涂层的导电性能，提升在镁合金表面制备铝涂层的耐蚀能力。实施例如下:
[0025]—种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺，其特征在于包括以下步骤:
[0026]步骤SI，将镁合金表面进行喷砂处理。
[0027]步骤S2，选取铝合金粉末，采用等离子喷涂的方式在喷砂处理后的镁合金表面制备铝涂层；由于涂层耐蚀性能的改进和提升都是在铝涂层质量优良的情况下进行，故喷涂所需的原材料铝粉末要确保粒径范围和优良的流动性，同时控制涂层的孔隙率和厚度均匀性。以期在耐蚀性能改进时，对涂层有较好的耐蚀能力保证。
[0028]实施例中，步骤S2中的铝合金粉末的粒径在325?425μπι，铝涂层的厚度在0.05?
0.3mm之间。
[0029]实施例中，步骤S2中热喷涂为等离子喷涂，等离子喷涂涂层孔隙率控制在3%以下。
[0030]步骤S3，在铝涂层表面均匀涂覆铝胶体，之后放置在真空炉中进行热处理;在铝涂层表面均匀涂抹含有助渗剂的铝胶体，是为了保证有效的降低铝涂层孔隙率，同时促进铝涂层和镁基体中间过渡层的快速形成。在真空炉中热处理后，应保证中间过渡层的连续和均匀性，以得到和基体具有良好结合力的铝涂层。
[0031]实施例中，步骤S3中铝胶体为含有助渗剂的铝胶体。真空热处理的工艺参数为:温度 410 ?430°C，时间 90 ?150min。
[0032]实施例中，步骤S3中热处理后，基体和涂层之间形成了均匀连续的过渡层。
[0033]步骤S4，热处理之后，先对铝涂层进行清洗。
[0034]实施例中，步骤S4中的清洗具体为:先洗掉铝胶体的残余物，再进行碱洗和酸洗。
[0035]实施例中，步骤S4中需控制清洗时间和温度。
[0036]步骤S5，清洗之后，对铝涂层表面进行化学氧化处理。
[0037]实施例中，步骤S5中涂层表面化学氧化处理后，表面呈连续均匀的暗黄色，为完整氧化膜。
[0038]完成镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层的制备。
[0039]以下将在上述实施例的基础上，结合附图给出本发明的最优实施例:镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺。
[0040]步骤SI，将镁合金表面喷砂处理，喷晒后表面色泽均匀。
[0041]步骤S2，选取粒径在375μπι左右，并流动性较好的铝合金粉末作为喷涂粉末。在镁合金表面等离子喷涂制备铝涂层，涂层孔隙率控制在2 %左右，涂层厚度为0.2mm，并厚度差值在0.02mm以内。
[0042]步骤S3，铝涂层表面均匀涂抹含有聚乙二醇作为助渗剂的铝胶体。在真空炉中进行热处理，参数为:温度420°C，时间120min。处理完成后使用聚乙二醇对涂层清洗。
[0043]步骤S4，进行碱洗和酸洗。碱洗为:置入浓度50g/L、温度55°C的氢氧化钠溶液中，时间为30s;酸洗为:浸入浓度为500mL/L的硝酸溶液中，时间为5s。
[0044]步骤S5，铝涂层表面化学氧化。置入氧化配方溶液中，温度为40°C，时间为25s。
[0045]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、方案和优点进行了详细说明，本领域普通技术人员可以理解:以上仅是本发明的一个最佳实例，用以说明本发明的技术方案，而不构成对本发明的任何限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明。本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
【主权项】
1.一种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺，其特征在于包括以下步骤: 步骤SI，将镁合金表面进行喷砂处理； 步骤S2，选取铝合金粉末，采用热喷涂的方式在喷砂处理后的镁合金表面制备铝涂层； 步骤S3，在铝涂层表面均匀涂覆铝胶体，之后放置在真空炉中进行热处理； 步骤S4，热处理之后，先对铝涂层进行清洗； 步骤S5，清洗之后，对铝涂层表面进行化学氧化处理； 完成镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层的制备。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤S2中的铝合金粉末的粒径在325?425μ??ο3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤S2中铝涂层的厚度在0.05?0.3mm之间。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤S2中热喷涂为等离子喷涂，等离子喷涂涂层孔隙率控制在3 %以下。5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤S3中铝胶体为含有助渗剂的铝胶体。6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤S3中，真空热处理的工艺参数为:温度410 ?430°C，时间 90 ?150min。7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于:步骤S4中的清洗具体为:先洗掉铝胶体的残余物，再进行碱洗和酸洗。
【专利摘要】本发明公开了一种镁合金表面具有导电性能的耐蚀铝涂层制备工艺。主要解决由于现有铝涂层喷涂制备技术涂层耐蚀能力较低的问题。本发明包括：镁合金表面进行喷砂处理，铝合金粉末的粒径在325～425μm，并保证优良的流动性，采用等离子喷涂的方式制备铝涂层，涂层厚度控制在0.05～0.3mm之间，孔隙率控制在3％以下；热处理前将铝涂层表面均匀涂抹含有助渗剂的铝胶体，在真空热处理时，控制工艺参数为：温度410～430℃，时间90～150min，基体和涂层之间形成了均匀连续的过渡层；涂层表面进行碱洗和酸洗，涂层表面化学氧化处理，其表面呈连续均匀的暗黄色。本发明在制得质量较高的铝涂层的基础上，对涂层进行了耐蚀性能改进措施，提高了整体镁合金铝涂层耐蚀性，并保证导电性能。
【IPC分类】C23C4/18
【公开号】CN105506534
【申请号】CN201510992493
【发明人】张晓剑, 王振轩, 边燕飞, 商雪
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月25日