專利名稱：鎂的冷噴涂和熱處理涂覆的制作方法
技術領域：
本公開涉及涂覆鎂的方法，并且更具體地涉及冷噴涂和熱處理鎂的方法。
背景技術：
本部分提供并不必然構成現(xiàn)有技術的本公開相關背景技術信息。鎂和鎂合金具有低密度、高強度質量比和高硬度，這使其越來越多地用于各種應用例如用于汽車工業(yè)和電子工業(yè)。但是，鎂和鎂合金在不同的工業(yè)中的實施會因為材料非常容易腐蝕而受限。保護性涂層已經(jīng)被用于避免腐蝕，但是用于施加保護性涂層的選擇具有妨礙使用鎂和鎂合金的缺點。例如，已經(jīng)聲明有多種不同的涂覆技術譬如冷噴涂和熱擴散。冷噴涂 包括以低于顆粒物熔化溫度的溫度在基底上噴涂顆粒物。冷噴涂顆粒物的動能會造成顆粒物在基底上塑性變形。冷噴涂技術在鎂合金上取得了有限的成功。而且，因為涂層是通過顆粒物向基底聚集而形成，所以冷噴涂技術具有噴涂層存在不必要孔隙的局限性。另一種涂覆技術熱擴散也已經(jīng)得到應用，其中基底被浸入要涂覆到基底上的加熱材料粉末中。熱擴散提供了良好的涂層結合，但是施加的保護性涂層的微觀結構不一致導致了不一致的涂層和性能。而且，熱擴散技術要求處理溫度接近于待涂覆基底的熔點。如果來自于熱擴散的熱量足以使基底翹曲或熔化，那么基底的期望性質可能就會不合需要地被改變或丟失。

發(fā)明內容
本部分提供了本公開的一般性概述，而且并不是對其完整保護范圍或其所有特征的全面公開。在各方面中，本發(fā)明的教導提供了涂覆鎂基底的方法。低熔點材料被冷噴涂到鎂基底的區(qū)域上。耐腐蝕材料被冷噴涂到至少一部分低熔點材料上以形成有涂層的鎂基底。有涂層的鎂基底隨后被加熱。在另一些方面中，提供了制備有涂層的鎂基底的方法。至少在鎂基底的區(qū)域上構建包括可塑性變形的低熔點材料或防護材料的防護層。至少在防護層的區(qū)域上構建包括可塑性變形的耐腐蝕金屬例如鋁材或鋅材的包覆層以形成有涂層的鎂基底。有涂層的鎂基底至少被加熱至防護材料以及鋁材或鋅材中至少一種的熔化溫度。在又一些方面中，提供了有涂層的鎂基底。有涂層的鎂基底包括鎂基底、至少一部分鎂基底上的冷噴涂低熔點材料以及至少一部分低熔點材料上的冷噴涂保護性材料。方案I. 一種涂覆鎂基底的方法，包括
將低熔點材料冷噴涂到鎂基底的區(qū)域上；
將耐腐蝕材料冷噴涂到至少一部分低熔點材料上以形成有涂層的鎂基底；以及 加熱有涂層的鎂基底。方案2.如方案I所述的方法，其中耐腐蝕材料包括鋁材或鋅材。
方案3.如方案I所述的方法，其中低熔點材料從由銻、鉍、鎘、鉛、錫及其合金或其組合構成的組中選出。方案4.如方案I所述的方法，其中低熔點材料具有等于或小于約300攝氏度的熔點。方案5.如方案I所述的方法，進一步包括在低熔點材料上冷噴涂耐腐蝕材料之前，先加熱其上具有低熔點材料的鎂基底。方案6.如方案I所述的方法，其中低熔點材料具有第一熔點且鋁具有第二熔點，并且進一步包括將有涂層的鎂基底加熱到低于或等于第一熔點和第二熔點中最小值的溫度。方案7. —種制備有涂層的鎂基底的方法，包括
至少在鎂基底的區(qū)域上構建包括塑性變形的防護材料的防護層；
至少在防護層的區(qū)域上構建包括塑性變形的鋁材或鋅材的包覆層以形成有涂層的鎂基底；以及
將有涂層的鎂基底至少加熱至防護材料以及鋁材或鋅材中至少一種的熔化溫度。方案8.如方案7所述的方法,進一步包括在構建防護層之前用掩模遮蔽一部分
鎂基底。方案9.如方案7所述的方法，其中構建防護層進一步包括冷噴涂防護材料，并且其中構建包覆層進一步包括冷噴涂鋁材或鋅材。方案10.如方案7所述的方法，進一步包括在防護層和包覆層之間形成過渡梯度。方案11.如方案7所述的方法，其中防護材料具有等于或小于約300攝氏度的熔點。方案12.如方案7所述的方法，進一步包括在構建包覆層之前先加熱其上具有防護層的鎂基底。方案13.如方案7所述的方法，其中構建防護層進一步包括施加厚度為從單分子層到約I毫米的防護材料。方案14.如方案7所述的方法，其中構建包覆層進一步包括施加厚度為從單分子層到約10毫米的鋁材或鋅材。方案15.如方案7所述的方法，進一步包括施加防護層以不連續(xù)地覆蓋鎂基底。方案16.如方案15所述的方法，其中加熱在鎂基底上形成均勻的涂層。方案17. —種有涂層的鎂基底，包括
鎂基底；
至少一部分鎂基底上的冷噴涂的低熔點材料；以及 至少一部分低熔點材料上的冷噴涂的保護性材料。如方案17所述有涂層的鎂基底，進一步包括冷噴涂的低熔點材料和保護性材料之間的過渡梯度。方案19.如方案17所述有涂層的鎂基底，其中冷噴涂的低熔點材料包括在鎂基底上塑性變形的許多低熔點材料顆粒物。方案20.如方案17所述有涂層的鎂基底，其中冷噴涂的保護性材料包括在至少一部分低熔點材料上塑性變形的許多鋁顆粒物。更多的可應用領域將根據(jù)本文提供的說明內容變得顯而易見。本概述中的描述和具體示例僅僅是為了進行說明而并不是為了限制本公開的保護范圍。


本文中描述的附圖僅僅是用于說明選擇的實施例而并不代表所有可行的實施方式，而且也不是為了限制本公開的保護范圍。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明教導的各方面的有涂層的鎂的局部視圖；以及 圖2A-2C示出了根據(jù)本發(fā)明教導的各方面的防護材料的不同應用。對應的附圖標記在附圖的若干視圖中始終表示對應的部件。
具體實施方式
·現(xiàn)參照附圖更加完整地介紹示例性實施例。提供示例性實施例以使本公開全面并且可以向本領域技術人員完整地表達保護范圍。闡述了大量的具體細節(jié)例如具體部件、設備和方法的示例以提供對本公開實施例的全面理解。對本領域技術人員顯而易見的是不一定要使用具體的細節(jié)，示例性實施例可以用多種不同的形式體現(xiàn)并且都不應該被解讀為限制本公開的保護范圍。在某些示例性實施例中，公知的過程、公知的設備結構和公知的技術都沒有詳細介紹。本文中所用術語僅僅是為了描述特定的實施例，而并不是為了加以限制。如本文中所用，單數(shù)形式“一”、“一個”和“這個”可以理解為也包括復數(shù)形式，除非上下文中清楚地另有說明。術語“包括”、“構成”、“包含”和“具有”是包括在內的并且因此明確了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除存在或另加有一個或多個其他的特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組。本文中介紹的方法步驟、過程和操作不應被解讀為必須要求它們按介紹或圖示的特定順序執(zhí)行，除非是明確認定為執(zhí)行的順序。還應該理解可以使用附加或備選的步驟。當一個元件或一層被稱為在另一個元件或另一層“上”，“接合至”、“連接至”或“耦合至”另一個元件或另一層時，它可以是直接在另一個元件或另一層上，直接接合至、連接至或稱合至另一個元件或另一層，或者也可以存在中間元件或中間層。作為比較，當一個元件被稱為“直接在”另一個元件或另一層“上”，“直接接合至”、“直接連接至”或“直接耦合至”另一個元件或另一層時，可能就不存在中間元件或中間層。用于描述元件之間關系的其他用語應該用類似的方式解讀(例如“在……之間”和“直接在……之間”，“鄰接”和“直接鄰接”等。)。如本文中所用，術語“和/或”包括一種或多種相關列舉項目的任意和全部組
口 ο盡管術語第一、第二、第三等可以在本文中被用于描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或區(qū)段不應受到這些術語的限制。這些術語只能用于將一個元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一區(qū)域、層或區(qū)段區(qū)分開。除非通過上下文清楚地指明，否則術語例如“第一”、“第二”和其他數(shù)字術語在本文中使用時并不意味著次序或順序。因此，下述的第一元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段也可以被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或區(qū)段而并不背離示例性實施例的教導。
空間相對術語例如“內”、“外”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等在本文
中可以被用于簡要說明以如圖中所示描述一個元件或特征對于另外的一個或多個元件或者一個或多個特征的關系。空間相對術語可以被理解為涵蓋了使用或運行中的設備除圖中所示取向以外的不同取向。例如，如果圖中的設備被翻轉，那么描述為在其他元件“下方”或“下面”的元件就將相應地取向為在其他元件或特征的“上方”。因此，示例性術語“下方”能夠涵蓋上方和下方兩種取向。設備可以用其他方式取向(旋轉90度或者是其他取向)并且相應地解讀本文中使用的空間相對描述語?！按蠹s”在應用于數(shù)值時表示計算值或測量值允許在數(shù)值上有一些微小的不精確(約等于精確值；大致或合理地接近于該數(shù)值；近似)。如果出于某些原因由“大約”提供的不精確不會被本領域普通技術人員以其他方式理解，那么本文中所用的“大約”就表示可能最多偏離指示值5%的與常用方法測量值的5%偏差。例如，部件的約10%重量可以在(10±0. 5) %重量之間變化，因此范圍在9. 5%重量比到10. 5%重量之間。
參照圖1，提供了示范性的有涂層的鎂10。有涂層的鎂10包括鎂或鎂合金的基底
12、防護層14、過渡區(qū)16和包覆層18。防護層14和包覆層18為鎂提供了耐腐蝕的性質。在各方面中，并且正如在方法說明中進一步詳細介紹的那樣，冷噴涂的防護層14和包覆層18提供了一種根本不同于用其他技術制備的有涂層鎂材料的結構。明顯地，構成防護層14的材料和構成包覆層18的材料的散布與其他的施加技術相比有所增強。更進一步地，冷噴涂允許在較低的溫度下將來自防護層14和包覆層18的復合材料固定至鎂基底12。通過在防護層14中采用低熔點的材料，隨后的熱處理就允許構成防護層14的材料和構成包覆層18的材料在較低的溫度下散布。具體地，通過加入中間防護層14降低了用于包覆層18的施加溫度，避免了不必要地改變下方對熱量和氧化敏感的鎂基底12。而且，防護層14能夠與基底12的表面熔合，從而與基底12形成良好的冶金粘合。它也是一種借此保護下方鎂基底12的附加手段。復合層14和18提供了更好的結合，減少了孔隙，并且改進了下方基底12的耐久性和腐蝕保護。鎂基底12由鎂或鎂合金制成。鎂基底12是“基于鎂”的，或者換句話說，成分主要包括鎂，通常是大于80%重量的鎂。如上所述，鎂由于其高強度和低重量而是有利的。但是，鎂對腐蝕和熱量的敏感度令人失望地阻止了鎂的使用。本文中詳細介紹的方法和裝置解決了關于鎂和其他易腐蝕材料的特有問題。如本文中所用的術語“成分”泛指至少包含優(yōu)選的金屬元素或化合物的物質，但是也可以包括另外的物質或化合物，包括添加劑和雜質。術語“材料”也泛指包含優(yōu)選化合物或成分的物料。鎂基底12具有用于期望應用的適當尺寸。例如，在將有涂層的鎂10用作手持式電子設備的一部分時，鎂基底12通常具有用于該用途以及特定設備的尺寸限制所需的厚度、高度和寬度。作為比較，更大的鎂基底12可以被用于供車身使用或者供大型機械的一部分使用的面板。本文中詳細介紹的涂層和方法適合應用于不同尺寸的鎂基底。緊鄰基底12的是防護層14。防護層14用作粘接層以將包覆層18固定至基底12。用于防護層14的材料包括低熔點材料。如本文中所用，低熔點材料具有的熔點等于或小于約300攝氏度，包括所有的子范圍在內。在另一些方面中，低熔點材料具有的熔點從大于或等于約50攝氏度到小于或等于約200攝氏度，包括所有的子范圍在內。該熔點通常小于包覆層材料的熔點，正如本文中要詳細介紹的那樣。示范性的低熔點材料包括鋪、秘、鎘、鉛、錫及其組合或合金。低熔點材料被設置為顆?；蚍勰钜杂兄谕ㄟ^冷噴涂施加。防護層14具有從約為一個單分子層的厚度直至等于或小于I毫米的厚度，包括所有的子范圍在內。防護層14包括的低熔點材料已經(jīng)由于通過冷噴涂施加的作用力而在鎂基底上塑性變形。防護層14在其最初被施加時并未熔合到鎂基底上，而是利用來自噴涂施加的運動力結合。轉至圖2A-2C，在選擇的方面中，防護層14是各種不連續(xù)的形狀或者是作為鎂基底12上的連續(xù)要素。在低熔點材料不適合用于基底12的某些區(qū)域的情況下設計出這種不連續(xù)施加的層14。如本文中所用，“不連續(xù)”是指有意設置的不同厚度或寬度的防護材料構成的區(qū)域。這就包括鄰接暴露的鎂的防護材料。如圖2A所示，防護層14是一系列不連續(xù)的條狀區(qū)30。條狀區(qū)30由暴露的鎂基底12構成的帶狀區(qū)32分開。盡管條狀區(qū)30被示出為是基本一致的尺寸并且均勻地間隔開，但是應該理解條狀區(qū)30也可以具有不同的寬度和/ 或它們也可以不均勻地間隔開。轉至圖2B，防護層14包括以不連續(xù)和不均勻間隔開的模式施加在鎂基底12上的一系列圓點40。明顯地，圓點40并不覆蓋鎂基底12而是局限于僅設置在約1/3的鎂基底12上。在另一些方面中，不連續(xù)的區(qū)域可以覆蓋大于或等于鎂基底12的5%或者小于或等于鎂基底12的約95%，包括所有的子范圍在內。比圖示更加復雜的形狀或者各種模式或形狀的組合均可在本發(fā)明教導的范圍內在單塊鎂基底12上使用。作為另一種可選方案并且如圖2C所示，防護層14在要涂覆的鎂基底12的整個表面上是連續(xù)的。在另一些方面中可以設想隨機設置防護材料。在各方面中，在防護層14和包覆層18之間設有過渡層16。過渡層16可以是防護層14和/或包覆層18整體的一部分。過渡層16是其中存在防護材料和包覆層材料濃度梯度的區(qū)域。具體地，防護材料的濃度在緊鄰防護層14處最高，而用于包覆層18的材料濃度在緊鄰包覆層18處最高。過渡層16允許將包覆層材料結合到防護層14內以將包覆層材料固定在鎂基底12上。盡管圖示為單獨的要素，但是可以考慮將過渡層16成形為防護層14和/或包覆層18的一部分。過渡層16的濃度梯度或厚度的范圍根據(jù)現(xiàn)有技術中已知的每一個相應層的厚度進行修改。包覆層18通過防護層14和過渡層16被粘接至鎂基底12。包覆層18用作防護層14上的保護層以保護防護層14和鎂基底12免受腐蝕、可造成腐蝕的環(huán)境和裂縫的影響。包覆層18具有從約為一個單分子層的厚度直至等于約10毫米的厚度，包括所有的子范圍在內。例如，包覆層18具有從約為大于或等于100微米到小于或等于約I毫米的厚度，包括所有的子范圍在內。包覆層18包括的耐腐蝕材料已經(jīng)由于通過冷噴涂施加的運動力而至少在一部分低熔點材料上塑性變形，正如本文中隨后詳細介紹的那樣。如本文中所用，術語“耐腐蝕”是指材料抵御由于暴露于環(huán)境而造成變質的能力。耐腐蝕材料也能夠承受鹽霧或浸沒測試。示范性的鹽霧測試在ASTM B 117-07的題為“用于操作鹽霧(噴霧)裝置的標準規(guī)程(Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog)Apparatus) ”的內容中公開，通過全文引用將其作為非限制性示例并入本文。用于包覆層18的示范性材料作為非限制性示例包括鋁和鋁合金。在另一些方面中，用于包覆層18的材料包括鋅和鋅合金。通常，用于包覆層18的材料具有的熔點高于防護材料的熔點。在另一些方面中，包覆層材料具有與防護材料相同的熔點。在使用鋅合金或鋁合金時，具體的合金可以被選擇為使熔點低于其上加有涂層的相應鎂或鎂合金的熔點。構成包覆層18的材料在不同的方面中被設置為顆?；蚍勰钜杂兄诶美鋰娡渴┘硬牧稀１景l(fā)明的教導提供了制備有涂層的鎂10的方法。在各方面中，為了制備涂層，鎂基底在施加防護或保護材料之前先進行預清洗。這樣的清洗通常用于去除任何松散粘接的污染物，例如油、油脂、蠟狀固體、顆粒物(包括金屬顆粒物、碳粒、粉塵和污垢)、硅石、水垢及其混合物。很多污染物會在金屬材料加工期間加入，并且也可能會在運輸或存儲期間積聚在表面上。因此，預清洗在基底被污染物弄臟的情況下是很有用的。在各方面中，預清洗包括機械研磨；用常規(guī)的堿性清洗劑、表面活性劑或弱酸洗液清洗；或者超聲波清洗。選擇合適的清洗工藝或清洗工藝順序應基于污染物和基底的性質進行。金屬氧化物可以通過等離子蝕刻或者通過噴鍍去除。本領域技術人員已知的不會不利地影響金屬物理性質的任何去除氧化物的方法都在本公開教導的范圍內。首先，低熔點材料被冷噴涂到鎂基底12的區(qū)域上。該噴涂提供了如上詳細介紹的 防護層14。冷噴涂通過將低熔點材料構成的粉末或顆粒狀材料放入噴涂槍的進料中而執(zhí)行。在各方面中，可以使用標準的拉瓦爾(De Laval)型噴嘴。噴涂的間隔距離被保持在足夠用于施加的距離，正如現(xiàn)有技術中已知的那樣。例如，間隔距離在各方面中是從約10毫米到約50毫米，包括所有的子范圍在內。噴涂槍隨后被接合或激活以將顆粒物加速到足夠的速度，從而造成顆粒物塑性變形以構成防護層14。計算機程序或軟件可以被用于準確地復制涂層或者幫助施加各種模式。明顯地，防護層14在這一部分過程期間單獨利用運動力而附著至鎂基底12。冷噴涂用惰性推進劑輔助以避免氧化鎂基底12。示范性的惰性推進劑包括現(xiàn)有技術中已知的那些，例如作為非限制性示例有氮氣或氬氣。因為顆粒物或粉末是利用冷噴涂施加，所以會在部分顆粒物之間形成間隙或孔隙。例如，對于如圖2C所示施加的防護層14，盡管防護層14在鎂基底12上是連續(xù)的，但是在防護層14內仍存在一些孔隙。在本發(fā)明教導的各方面中，這種孔隙與不連續(xù)的要素分離。為了提供如圖2A和2B所示的防護層14，不準備用低熔點材料覆蓋的區(qū)域有掩模遮蔽以阻止向這些區(qū)域施加材料。在噴涂后，移除掩模以露出下面的鎂基底12以及低熔點材料的離散區(qū)域。在另一些方面中，不連續(xù)區(qū)域可以通過選擇性地施加噴涂而形成。例如，為了完成圖2A中的模式，第一條狀區(qū)30被噴涂在鎂基底12上。材料流隨后即被中止，直到噴涂槍放置于與第一條狀區(qū)間隔開的第二位置(因此離開帶狀區(qū)32)為止，并且然后就再繼續(xù)噴涂以形成第二條狀區(qū)。重復進行該過程以提供期望模式或隨機設置的低熔點材料。掩模也可以有效用于加入或選擇性放置多于一種的低熔點材料作為防護層14。例如，一系列圓點可以通過掩模成形以施加第一低熔點材料，并且一系列曲折的隨機形狀可以隨后用掩模遮蔽在圓點上或圓點附近以施加第二低熔點材料。應該理解多種規(guī)則、不規(guī)則和/或隨機的形狀和/或多種不同的低熔點材料均可加以組合以形成防護層14。 防護層14的厚度可以通過調節(jié)進入噴涂設備內的進料量或者通過重復噴涂直至達到期望厚度為止來進行控制。在另一些方面中，防護層14的厚度通過“構建”具有更大噴涂濃度的區(qū)域而沿著鎂基底12改變?？蛇x地，在施加防護層14之后以及在施加包覆層18之前，鎂基底12和防護層14都要經(jīng)受熱處理。在各方面中，熱處理包括在爐內加熱防護層14和鎂基底12或者通過其他方法加熱防護層14和鎂基底12達到低于約250攝氏度的溫度，包括所有的子范圍在內。該溫度足以熔化低熔點材料，同時不會熔化或者甚至不會軟化鎂基底12。在另一些方面中，該溫度足以避免軟化鎂基底12。在施加防護層14之后，再施加包覆層18。鋁材或鋅材被冷噴涂到至少一部分防護層14上以形成有涂層的鎂基底10。不連續(xù)模式或隨機取向的包覆層18利用與如上詳述用于防護層14的相同掩?；蜻x擇性噴涂技術完成。包覆層18的厚度通過調節(jié)進入噴涂設備內的進料量或者通過重復噴涂來進行控制。在另一些方面中，包覆層18的厚度通過緊接著具有較小包覆層材料濃度的區(qū)域“構建”具有更大噴涂濃度的區(qū)域而改變。過渡層16在將鋁材或鋅材冷噴涂到防護層14上時得以部分成形。由于低熔點材料是以粉末狀施加并且隨后在鎂基底12上塑性變形，因此用于包覆層18的鋁材或鋅材就 沉降到防護層14內出現(xiàn)的孔隙中。在各方面中，過渡層16在冷噴涂期間通過使用防護材料和包覆層材料的計量混合物而成形。防護材料和包覆層材料的相對計量數(shù)量在冷噴涂期間逐漸改變以形成過渡層16。有涂層的鎂10隨后被加熱至低于或等于250攝氏度的溫度以促使冷噴涂的低熔點材料熔化并為鎂基底12提供與鋁材或鋅材的接觸面。這樣也有助于形成過渡層16。加熱還用于軟化或者熔化耐腐蝕的鋁材或鋅材并提供有涂層的基底。加熱可以達到低于或等于低熔點材料熔點或包覆層材料熔點的溫度。在各方面中，加熱可以達到介于低熔點材料熔點和包覆層材料熔點之間的溫度。在加熱有涂層的鎂基底10之后，將其在可控的過程例如熱處理老化或退火中冷卻?？煽氐睦鋮s過程可以進一步改變涂層的微觀結構。在另一些方面中，有涂層的鎂基底10通過暴露于空氣、浸入油中或者浸入水中來進行冷卻。暴露或浸沒允許快速冷卻以硬化防護層14和包覆層18，從而保護鎂基底12免遭腐蝕。在另一些方面中，提供了制備有涂層的鎂基底的方法。防護層14利用至少在鎂基底12的區(qū)域上塑性變形的防護材料構建。包覆層18利用至少在防護層14的區(qū)域上塑性變形的鋁材或鋅材構建以形成有涂層的鎂基底10。有涂層的鎂基底10至少被加熱至防護材料以及鋁材或鋅材中至少一種的熔化溫度。構建防護層14包括向鎂基底12冷噴涂防護材料。防護層14如圖2C所示被施加為鎂基底12上的連續(xù)層，或者防護層如圖2A和圖2B所示被施加為并不覆蓋鎂基底12整個表面的不連續(xù)層。構建包覆層18包括在其中一個防護層14上或者直接在鎂基底12上冷噴涂包覆層材料。通過重復冷噴涂造成的顆粒物聚集導致層的厚度增加。在不同的方面中，防護層14和包覆層18之間的區(qū)域不包含過渡層16。在另一些方面中，在防護層14和包覆層18之間設有過渡層16。例如，如果使用的是單把噴涂槍或單條進料管線，那么鋁材或鋅材就會被輸入噴涂槍或單條進料管線內，而沒有進行任何清洗以將鋁材或鋅材與低熔點材料分離。這在此會導致從槍中噴涂的濃度轉換。為了提供無過渡層16或者只具有最小過渡層的突變接觸面，使用單獨的噴涂槍和/或進料管線或者將設備在各使用之間進行充分清洗以避免交叉污染。
如以上詳述的那樣，通過加熱其上具有防護層14和包覆層18的鎂基底12即可獲得均勻的涂層。加熱達到使防護層14和基底12彼此熔入并且還使包覆層18和防護層14軟化的溫度，從而使它們部分或完全地彼此熔入。這樣就為涂層提供了粘合的增強益處，這種涂層與單獨的常規(guī)的涂覆技術相比要耐用的多。以上提供的實施例介紹是為了進行解釋和說明。不應將其理解為窮舉或限制本公開。特定實施例中的各個要素或特征通常并不受限于特定的實施例，而是在可應用時即可互換并且能夠在選定的實施例中使用，即使并未明確示出或表述也是如此。同樣也可以用多種方式加以變化。這樣的變形不應被認為是背離了本公開，而且所有這樣的修改都應被理解為包含在本公開的保護范圍之內。示例
用包括錫粉的低熔點材料來冷噴涂鎂基底。鎂基底的冶金結合層在約250攝氏度時成形，該溫度等于老化溫度。隨后用鋁粉冷噴涂鎂基底以提供保護性的包覆層。在施加鋁之前先用錫涂覆鎂基底通過降低中間錫防護層的熔點而降低了將鋁冶金結合至基底所需的 溫度。沒有低熔化溫度中間材料的常規(guī)冷噴涂鋁涂層要在約400攝氏度時才能與鎂基底形成冶金結合層。通過加入中間防護層而降低的用于鋁的施加溫度，避免了由于鎂對熱量和氧化敏感而改變下面的鎂基底。而且降低的施加溫度避免了模鑄鎂合金基底時的小裂縫。防護層作為一種附加手段，由此通過限制包覆層中的孔隙來保護下面的鎂基底。包覆層或保護層表現(xiàn)出更好的結合，減少的孔隙率，并且改進了下面的基底的耐久性和腐蝕保護。
權利要求
1.一種涂覆鎂基底的方法，包括 將低熔點材料冷噴涂到鎂基底的區(qū)域上； 將耐腐蝕材料冷噴涂到至少一部分低熔點材料上以形成有涂層的鎂基底；以及 加熱有涂層的鎂基底。
2.如權利要求I所述的方法，其中耐腐蝕材料包括鋁材或鋅材。
3.如權利要求I所述的方法，其中低熔點材料從由銻、鉍、鎘、鉛、錫及其合金或其組合構成的組中選出。
4.如權利要求I所述的方法，其中低熔點材料具有等于或小于約300攝氏度的熔點。
5.如權利要求I所述的方法，進一步包括在低熔點材料上冷噴涂耐腐蝕材料之前，先加熱其上具有低熔點材料的鎂基底。
6.如權利要求I所述的方法，其中低熔點材料具有第一熔點且鋁具有第二熔點，并且進一步包括將有涂層的鎂基底加熱到低于或等于第一熔點和第二熔點中最小值的溫度。
7.一種制備有涂層的鎂基底的方法，包括 至少在鎂基底的區(qū)域上構建包括塑性變形的防護材料的防護層； 至少在防護層的區(qū)域上構建包括塑性變形的鋁材或鋅材的包覆層以形成有涂層的鎂基底；以及 將有涂層的鎂基底至少加熱至防護材料以及鋁材或鋅材中至少一種的熔化溫度。
8.如權利要求7所述的方法，進一步包括在構建防護層之前用掩模遮蔽一部分鎂基。
9.如權利要求7所述的方法，其中構建防護層進一步包括冷噴涂防護材料，并且其中構建包覆層進一步包括冷噴涂鋁材或鋅材。
10.一種有涂層的鎂基底，包括 鎂基底； 至少一部分鎂基底上的冷噴涂的低熔點材料；以及 至少一部分低熔點材料上的冷噴涂的保護性材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了鎂的冷噴涂和熱處理涂覆。提供了涂覆鎂基底的方法以及有涂層的鎂基底。低熔點材料被冷噴涂到鎂基底的區(qū)域上。耐腐蝕材料或鋅材被冷噴涂到至少一部分低熔點材料上以形成有涂層的鎂基底。有涂層的鎂基底隨后被加熱。
文檔編號C23C24/08GK102899658SQ20121026286
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權日2011年7月27日
發(fā)明者G.宋 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司