專利名稱：一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鎂合金表面復(fù)合膜的制備方法。
背景技術(shù)：
鎂合金被稱為“21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿颓巴镜木G色工程材料”，具有比強(qiáng)度和比剛 度高，減震、降噪性能好，彈性模量低，塑性比鋁低，高的屏蔽電磁干擾性能，阻尼性、散熱性 能好等優(yōu)點(diǎn)。此外，鎂合金回收再生性良好，符合環(huán)保要求。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，鎂合金在汽車、 電子電器、航空航天、國防軍工、交通等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是鎂合金電極電位低，化學(xué) 活潑性極高，穩(wěn)定性低，在潮濕的環(huán)境中極易發(fā)生腐蝕。雖然鎂合金可以與空氣中的氧氣發(fā) 生反應(yīng)而生成一層自然氧化膜，但該氧化膜疏松多孔、不致密，耐蝕性差，對(duì)金屬基體起不 到有效的保護(hù)作用。鎂合金的這些腐蝕特性嚴(yán)重限制了其在工程上的應(yīng)用。因此，鎂合金 的腐蝕問題，成為鎂合金進(jìn)一步廣泛應(yīng)用的“瓶頸”。目前表面改性處理技術(shù)已成為改善鎂合金使用性能的重要手段之一。目前關(guān)于鎂 合金的表面處理技術(shù)主要包括化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽極氧化、氣相沉積、離子注入、微弧氧化以及 涂裝技術(shù)等。但是化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽極氧化和氣相沉積一般所獲取的膜層較薄(厚度一般在納 米級(jí)或者幾個(gè)微米范圍內(nèi))，對(duì)鎂合金基體的保護(hù)作用有限。離子注入方法可以顯著的提高 腐蝕性能，但是其應(yīng)用成本很高，并且很難實(shí)現(xiàn)大面積加工。微弧氧化技術(shù)可以提高鎂合金 的耐蝕性能，但是由于其結(jié)構(gòu)的多孔性，因此提高耐腐蝕性能也是有限，涂裝技術(shù)分為有機(jī) 和無機(jī)兩種，一般鎂合金表面的涂裝要求基體有一定的粗糙度，但是其關(guān)鍵問題在于使用 過程中容易與基體發(fā)生脫落，有機(jī)涂裝還存在一個(gè)易老化問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有鎂合金表面處理方法中化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽極氧化、氣 相沉積得到的膜層薄，耐腐蝕性能差；離子注入方法成本高，難以實(shí)現(xiàn)大面積加工；涂層與 鎂合金基體結(jié)合力差，有機(jī)涂層易老化的問題，本發(fā)明提供了一種鎂合金表面微弧氧化/ 噴涂復(fù)合膜的制備方法。本發(fā)明鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的 一、將鎂合金進(jìn)行預(yù)處理去除表面氧化膜，然后將預(yù)處理后的鎂合金作為工作電極置于電 解液中，不銹鋼槽作為電解池和對(duì)電極，采用恒壓或者恒流模式微弧氧化5 20min，即在 鎂合金上得到多孔的微弧氧化陶瓷膜，其中電解液組成為6 30g/L的Na2SiOy(T5g/L的 NaF和(T5g/L的NaOH，溶劑為水；恒壓模式時(shí)，控制電壓為5(T600V，頻率為30(Γ2000Ηζ， 占空比為1(Γ45%;恒流模式時(shí)，控制電流密度為2 5A/dm2，頻率為30(Γ2000Ηζ，占空比為 1(Γ45%; 二、采用空氣噴涂方式在步驟一得到的鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜上噴涂無機(jī)涂 料層，控制無機(jī)涂料的噴涂量為3飛g/s，壓縮空氣的內(nèi)部壓力為0. 3^0. 5MPa,噴涂采用噴 嘴口徑為Imm的噴槍，控制噴槍與鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜呈直角，噴槍噴嘴與微弧氧 化陶瓷膜的距離為l(Tl5cm，噴槍平行運(yùn)行，噴槍移動(dòng)速度為l(T20cm/S，噴涂廣2個(gè)來回，得到微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的的鎂合金；所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合物，其中納米級(jí)填料的添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的09Γ10%， 所述雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料均為深圳市瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)；所 述1個(gè)來回是指噴槍在微弧氧化陶瓷膜表面的一側(cè)移動(dòng)至另一側(cè)后，再移動(dòng)回起始側(cè)； 三、將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的鎂合金在6(T10(TC下干燥 l(T20min，然后再在23(T30(TC的馬弗爐中燒結(jié)2(T30min，然后將鎂合金取出，自然冷卻至 室溫，即在鎂合金表面制備得到微弧氧化/噴涂復(fù)合膜。本發(fā)明步驟一中鎂合金進(jìn)行預(yù)處理的操作為用去污粉清洗鎂合金表面，然后用 清水沖洗干凈，清洗后的鎂合金依次用240#、360#、800#和1000#的耐水砂紙打磨拋光，然 后分別依次用自來水、蒸餾水和乙醇進(jìn)行超聲清洗。本發(fā)明步驟二中所述無機(jī)涂料中采用的水性納米陶瓷涂料不限于由深圳市瑞華 夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市售的水性納米陶瓷涂料均可用于本發(fā)明。無機(jī)涂料中添加 的納米級(jí)填料，為深圳市瑞華夸克化工有限公司提供的銀色填料、白色填料、灰色填料以及 黑色填料等，但是不限于由深圳市瑞華夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市售的納米級(jí)粉末填 料均可用于本發(fā)明。本發(fā)明通過微弧氧化和空氣噴涂兩步來實(shí)現(xiàn)微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備，制備 工藝簡單，制備過程容易控制，成本低，很容易實(shí)現(xiàn)大面積復(fù)合膜的制備。結(jié)合了微弧氧化 技術(shù)和空氣噴涂技術(shù)兩類技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，即微弧氧化陶瓷膜的高結(jié)合強(qiáng)度和無機(jī)涂料層的高 耐蝕性和不易老化的特點(diǎn)，全面提高鎂合金的防護(hù)性能。同時(shí)利用微弧氧化陶瓷膜的多孔 特點(diǎn)，使得無機(jī)涂料與微弧氧化陶瓷膜的結(jié)合良好，解決了直接在鎂合金上噴涂的涂料涂 層與鎂合金結(jié)合差，易脫落，達(dá)不到很好防護(hù)效果的弊端。本發(fā)明的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的厚度在2(Γ40 μ m，其中微弧氧化陶瓷膜(主要 晶相為Mg2SiO4和MgO)為白色膜層，厚度為5 25 μ m,厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽極氧化、 氣相沉積得到的膜層的厚度，通過空氣噴涂得到的透明的無機(jī)涂料層的厚度在15μπι左 右，可以封堵住微弧氧化陶瓷膜層表面全部的孔，更有效地阻止外界污染物和腐蝕液到達(dá) 鎂合金基體，能夠大幅度的提高膜層的耐蝕性能，鹽霧實(shí)驗(yàn)大于72 144h后膜層上除了少 數(shù)黑點(diǎn)外，還能保持完好無缺。本發(fā)明將微弧氧化和空氣噴涂有機(jī)結(jié)合起來，空氣噴涂利用微弧氧化得到的陶瓷 膜層的多孔結(jié)構(gòu)，使無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷膜層結(jié)合牢固。微弧氧化膜具有一定的粗 糙度，省略了直接在鎂合金上噴涂涂料時(shí)需要對(duì)鎂合金進(jìn)行噴丸處理得到粗糙表面的操作 步驟，本發(fā)明可以直接在微弧氧化膜上進(jìn)行噴涂，并且無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷膜層結(jié) 合牢固，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1720-1979進(jìn)行了劃痕測(cè)試評(píng)價(jià)無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷膜 的結(jié)合力，測(cè)試結(jié)果顯示無機(jī)涂料涂層的附著力均為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說明無機(jī)涂料層與陶瓷膜 結(jié)合力良好。本發(fā)明通過微弧氧化得到的陶瓷膜層與鎂合金的結(jié)合力強(qiáng)，無機(jī)涂料層與陶瓷膜 結(jié)合力良好，則本發(fā)明得到的復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好，而且復(fù)合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性 能的提高有很明顯的作用，比在鎂合金上直接噴涂，以及單純的微弧氧化陶瓷膜的耐蝕性 能更好。本發(fā)明制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)500°C的熱震循環(huán)20次后才出現(xiàn)裂紋，然后隨著熱震次數(shù)的增加，只是裂紋緩慢增多、加深，直至熱震74次，微弧氧化/噴涂復(fù) 合膜仍未出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，本發(fā)明得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金結(jié)合力好。
本發(fā)明制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的自腐蝕電位為-1. 02V,比鎂合金的自 腐蝕電位(-1. 5V左右)正移了 500mV左右，而步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜的自腐蝕電位 (-1.46V)僅正移了 40mV左右，本發(fā)明的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜在熱力學(xué)上的腐蝕傾向性顯 著變小；本發(fā)明的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的腐蝕電流密度比鎂合金的腐蝕電流密度降低了 5個(gè)數(shù)量級(jí)，比步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜的腐蝕電流密度降低了 3個(gè)數(shù)量級(jí)，本發(fā)明的 微弧氧化/噴涂復(fù)合膜在動(dòng)力學(xué)上的腐蝕傾向性顯著變小。本發(fā)明得到的微弧氧化/噴涂 復(fù)合膜的從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面上，耐腐蝕性能均有了質(zhì)的提高。同時(shí)，本發(fā)明的微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層在5%的NaCl (分析純)中性溶液和鹽霧箱 內(nèi)溫度是35°C的實(shí)驗(yàn)條件下經(jīng)72 144h的鹽霧實(shí)驗(yàn)后，微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層仍保持完整 無損。鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間是步驟一制備的微弧氧化陶瓷層的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間(24h)的3飛倍，是 直接在鎂合金上噴涂得到的無機(jī)涂料層的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間(24h)的3飛倍。綜上所述，本發(fā)明制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好，而且 復(fù)合膜中微弧氧化膜與空氣噴涂的無機(jī)涂料層的結(jié)合力也好；耐腐蝕性大大提高，有了質(zhì) 的提高。與單獨(dú)的微弧氧化膜和單獨(dú)的無機(jī)涂料層對(duì)耐腐蝕性的提高相比，本發(fā)明的微弧 氧化/噴涂復(fù)合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性的提高更有效，更好。


圖1是具體實(shí)施方式
三十六的步驟一制備得到的微弧氧化陶瓷膜的掃描電鏡圖； 圖2是具體實(shí)施方式
三十六得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的掃描電鏡圖；圖3是具體實(shí)施 方式三十六得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的截面掃描電鏡圖；圖4是具體實(shí)施方式
三十六 制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜、步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜，以及AZ31B鎂合金(不 進(jìn)行預(yù)處理，表面有自然氧化膜)三種試樣的耐腐蝕性能測(cè)試的Tafel曲線圖；圖5是具體 實(shí)施方式三十六中的對(duì)比實(shí)驗(yàn)的直接噴涂無機(jī)涂料的鎂合金表面無機(jī)涂料層試樣經(jīng)鹽霧 實(shí)驗(yàn)24h后的的宏觀形貌圖；圖6是具體實(shí)施方式
三十六步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜經(jīng) 鹽霧實(shí)驗(yàn)24h后的的宏觀形貌圖；圖7是具體實(shí)施方式
三十六得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合 膜經(jīng)72h鹽霧實(shí)驗(yàn)后的宏觀形貌圖；圖8是具體實(shí)施方式
三十七得到的微弧氧化/噴涂復(fù) 合膜經(jīng)144h鹽霧實(shí)驗(yàn)后的宏觀形貌圖；圖9是具體實(shí)施方式
三十八得到的微弧氧化/噴涂 復(fù)合膜的掃描電鏡圖；圖10是體實(shí)施方式三十八得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的掃描電鏡 圖；圖1具體實(shí)施方式
三十九得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的掃描電鏡圖；圖12是具體實(shí) 施方式三十九得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的截面掃描電鏡圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的 任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法是通 過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、將鎂合金進(jìn)行預(yù)處理去除表面氧化膜，然后將預(yù)處理后的鎂合金 作為工作電極置于電解液中，不銹鋼槽作為電解池和對(duì)電極，采用恒壓或者恒流模式微弧氧化5 20min，即在鎂合金上得到多孔的微弧氧化陶瓷膜，其中電解液組成為6 30g/L的 Na2Si03、(T5g/L的NaF和0 5g/L的NaOH，溶劑為水；恒壓模式時(shí)，控制電壓為350^550V, 頻率為30(T2000Hz，占空比為10 45%;恒流模式時(shí)，控制電流密度為2飛A/dm2，頻率為 30(T2000Hz，占空比為1(T45%;二、采用空氣噴涂方式在步驟一得到的鎂合金表面微弧 氧化陶瓷膜上噴涂無機(jī)涂料層，控制無機(jī)涂料的噴涂量為;T5g/s，壓縮空氣的內(nèi)部壓力 為0. 3^0. 5MPa，噴涂采用噴嘴口徑為1mm的噴槍，控制噴槍與鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜 呈直角，噴槍噴嘴與微弧氧化陶瓷膜的距離為l(Tl5cm，噴槍平行運(yùn)行，噴槍移動(dòng)速度為 l(T20cm/S，噴涂廣2個(gè)來回，得到微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的的鎂合金；所 述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合物，其中納米級(jí)填料的添加質(zhì) 量是無機(jī)涂料質(zhì)量的09^10%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料均為深圳市瑞華 夸克化工有限公司生產(chǎn)；所述1個(gè)來回是指噴槍在微弧氧化陶瓷膜表面的一側(cè)移動(dòng)至另一 側(cè)后，再移動(dòng)回起始側(cè)；三、將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的鎂合 金在6(Tl00°C下干燥l(T20min，然后再在23(T300°C的馬弗爐中燒結(jié)2(T30min，然后將鎂 合金 取出，自然冷卻至室溫，即在鎂合金表面制備得到微弧氧化/噴涂復(fù)合膜。本實(shí)施方式步驟二中所述無機(jī)涂料中采用的水性納米陶瓷涂料不限于由深圳市 瑞華夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市售的水性納米陶瓷涂料均可用于本發(fā)明。無機(jī)涂料中 添加的納米級(jí)填料，為深圳市瑞華夸克化工有限公司提供的銀色填料、白色填料、灰色填料 以及黑色填料等，但是不限于由深圳市瑞華夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市售的納米級(jí)粉 末填料均可用于本發(fā)明。本實(shí)施方式將微弧氧化和空氣噴涂有機(jī)結(jié)合起來，空氣噴涂利用微弧氧化得到的 陶瓷膜層的多孔結(jié)構(gòu)，使無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷膜層結(jié)合牢固。同時(shí)微弧氧化得到的 陶瓷膜層與鎂合金的結(jié)合力強(qiáng)，則本實(shí)施方式得到的復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好，而且復(fù) 合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性能的提高有很明顯的作用，比在鎂合金上直接噴涂，以及單純的微 弧氧化陶瓷膜的耐腐蝕性能更好。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中鎂合金為 AZ91D鎂合金、AZ31B鎂合金、鎂鋰合金、MB26或者ZM5。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一 相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟一中鎂合金進(jìn) 行預(yù)處理的操作為用去污粉清洗鎂合金表面，然后用清水沖洗干凈，清洗后的鎂合金依次 用240#、400#、800#和1000#的耐水砂紙打磨拋光，然后分別依次用自來水、蒸餾水和丙酮 清洗。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同的是步驟一中采用 恒壓或者恒流模式微弧氧化l(Tl8min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。本實(shí)施方式中隨著微弧氧化時(shí)間的增加，膜層的增長速率變小，膜層表面粗糙度 變大。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二或三不同的是步驟一中采用 恒壓或者恒流模式微弧氧化15min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電解 液組成為6 30g/L的Na2Si03，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。本實(shí)施方式中Na2SiO3*成膜劑，在其它工藝條件固定的情況下，Na2SiO3W濃度越 大，膜層厚度越大。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電解 液組成為l(T20g/L的Na2SiO3，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相 同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟 一中電解 液組成為15g/L的Na2SiO3，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電解 液組成為6 30g/L的Na2SiO3和0.廣5g/L的NaF，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式一至五之一相同。本實(shí)施方式中Na2SiO3為主成膜劑，NaF對(duì)膜層厚度影響不大，NaF的作用主要是 調(diào)整膜層微觀形貌，使得膜層更加平整，均勻。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電解 液組成為l(T20g/L的Na2SiO3和0. 5 2g/L的NaF，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電 解液組成為15g/L的Na2SiO3和lg/L的NaF，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與
具體實(shí)施例方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電 解液組成為6 30g/L的Na2SiOdPO.廣5g/L的NaOH，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí) 施方式一至五之一相同。本實(shí)施方式中Na2SiO3為主成膜劑，NaOH對(duì)膜層厚度影響不大，NaOH的作用主要 是調(diào)整膜層微觀形貌，使得膜層更加平整，均勻。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電 解液組成為l(T20g/L的Na2SiO3和廣2g/L的NaOH，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí) 施方式一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電 解液組成為15g/L的Na2Si03*1.5g/L的NaOH，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方
式一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電 解液組成為6 20g/L的Na2SiO3、廣3g/L的NaF和廣3g/L的NaOH，溶劑為水。其它步驟及 參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。本實(shí)施方式中Na2SiO3為主成膜劑，NaF和NaOH對(duì)膜層厚度影響不大，NaF和NaOH 的作用主要是調(diào)整膜層微觀形貌，使得膜層更加平整，均勻。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電 解液組成為:6 10g/L的Na2SiO3U. 5 2. 5g/L的NaF和1. 5 2. 5g/L的NaOH，溶劑為水。其 它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中電解液組成為6g/L的Na2Si03、2g/L的NaF和2g/L的NaOH，溶劑為水。其它步驟及參數(shù)與具 體實(shí)施方式一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十七之一不同的是步驟一中 恒壓模式時(shí)，控制電壓為40(T500V，頻率為50(Tl500HZ，占空比為20、0%。其它步驟及參數(shù) 與具體實(shí)施方式
一至十七之一相同。本實(shí)施方式中采用恒壓模式進(jìn)行微弧氧化，在微弧氧化過程中電壓恒定不變，電 流隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷降低，原因是隨著微弧氧化反應(yīng)的進(jìn)行，陶瓷膜的厚度不斷增加，電 阻不斷增加，在施加電壓不變的情況下，電流逐漸降低。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十七之一不同的是步驟一中 恒壓模式時(shí)，控制電壓為450V，頻率為1000Hz，占空比為30%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施 方式一至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十七之一不同的是步驟一中 恒流模式時(shí)，控制電流密度為2 5A/dm2，頻率為50(T1500HZ，占空比為20、0%。其它步驟及 參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十七之一相同。本實(shí)施方式中采用恒流模式進(jìn)行微弧氧化，在微弧氧化過程中電流恒定不變，電 壓隨著反應(yīng)的進(jìn)行不斷增加，原因是隨著微弧氧化反應(yīng)的進(jìn)行，陶瓷膜的厚度不斷增加，電 阻不斷增加，在施加電流不變的情況下，電壓逐漸增加。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十七之一不同的是步驟一 中恒流模式時(shí)，控制電流密度為3A/dm2，頻率為1000Hz，占空比為30%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
二十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十一之一不同的是步驟 二中控制無機(jī)涂料的噴涂量為4g/s。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十一相同。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十二之一不同的是步驟 二中壓縮空氣的內(nèi)部壓力為0. 4MPa。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十二之一相 同。
具體實(shí)施方式
二十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十三之一不同的是步 驟二中噴槍噴嘴與微弧氧化陶瓷膜的距離為12cm。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至 二十三之一相同。
具體實(shí)施方式
二十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十四之一不同的是步驟 二中噴槍移動(dòng)速度為12 18cm/S。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十四之一相同。
具體實(shí)施方式
二十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十四之一不同的是步驟 二中噴槍移動(dòng)速度為15cm/s。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十四之一相同。
具體實(shí)施方式
二十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十六之一不同的是噴涂 1個(gè)來回。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十六之一相同。
具體實(shí)施方式
二十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十七之一不同的是步驟 三中將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的鎂合金在8(T95°C下干燥 12 18min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十七之一相同。
具體實(shí)施方式
二十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十七之一不同的是步 驟三中將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的鎂合金在90°C下干燥15min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十七之一相同。
具體實(shí)施方式
三十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十九之一不同的是步驟三 中然后再在24(T28(TC的馬弗爐中燒結(jié)22 28min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至 二十九之一相同。
具體實(shí)施方式
三十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至二十九之一不同的是步驟 三中然后再在260°C的馬弗爐中燒結(jié)25min。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至二十九 之一相同。
具體實(shí)施方式
三十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三十一之一不同的是步驟 二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料，所述雙組分水性納米陶瓷涂料為深圳市瑞 華夸克化工有限公司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，雙組分水性納米陶瓷涂料按組 分A與組分B的質(zhì)量比為1. 5:1的比例將組分B加入到組分A中，并攪拌分散3個(gè)小時(shí)后 使用。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三十一之一相同。采用本實(shí)施方式的無機(jī)涂料進(jìn)行噴涂得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)500°C的熱 震循環(huán)20次后才出現(xiàn)裂紋，然后隨著熱震次數(shù)的增加，只是裂紋緩慢增多、加深，直至熱震 74次，微弧氧化/噴涂復(fù)合膜仍未出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，與鎂合金結(jié)合力好。本實(shí)施方式制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的自腐蝕電位為-1. 02V,比鎂合金 的自腐蝕電位(-1.5V左右)正移了 500mV左右，而步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜的自腐蝕 電位(-1. 46V)，僅比鎂合金的自腐蝕電位(-1. 5V左右)正移了 40mV左右，本實(shí)施方式的微 弧氧化/噴涂復(fù)合膜在熱力學(xué)上的腐蝕傾向性顯著變??；本實(shí)施方式的微弧氧化/噴涂復(fù) 合膜的腐蝕電流密度比鎂合金的腐蝕電流密度降低了 5個(gè)數(shù)量級(jí)，比步驟一得到的微弧氧 化陶瓷膜的腐蝕電流密度降低了 3個(gè)數(shù)量級(jí)，本實(shí)施方式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜在動(dòng)力 學(xué)上的腐蝕傾向性顯著變小。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的從熱力學(xué)和動(dòng)力 學(xué)兩方面上，耐腐蝕性能均有了質(zhì)的提高。同時(shí)，本實(shí)施方式的微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層在5%的NaCl (分析純)中性溶液和鹽 霧箱內(nèi)溫度是35°C的實(shí)驗(yàn)條件下經(jīng)72的鹽霧實(shí)驗(yàn)后，微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層仍保持完整無 損。鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間是步驟一制備的微弧氧化陶瓷層的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間(24h)的3倍，是直接 在鎂合金上噴涂得到的無機(jī)涂料層的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間(24h)的3倍。綜上所述，本實(shí)施方式制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好， 而且復(fù)合膜中微弧氧化膜與空氣噴涂的無機(jī)涂料層的結(jié)合力也好；耐腐蝕性大大提高，有 了質(zhì)的提高。與單獨(dú)的微弧氧化膜和單獨(dú)的無機(jī)涂料層對(duì)耐腐蝕性的提高相比，本實(shí)施方 式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性的提高更有效，更好。
具體實(shí)施方式
三十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三十一之一不同的是步驟 二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合物，其中納米級(jí)填料的 添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的19Γ10%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料為深圳瑞華夸克化工有 限公司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，納米級(jí)填料也是由深圳瑞華夸克化工有限公 司生產(chǎn)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三十一相同。本實(shí)施方式的納米級(jí)填料為深圳市瑞華夸克化工有限公司提供的銀色填料、白色 填料、灰色填料以及黑色填料等，但是不限于由深圳市瑞華夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市 售的納米級(jí)粉末填料均可用于本實(shí)施方式。
本實(shí)施方式中將雙組分水性納米陶瓷涂料按組分A與組分B的質(zhì)量比為1. 5:1的 比例將組分B加入到組分A中，并攪拌分散3個(gè)小時(shí)后，再加入納米級(jí)填料繼續(xù)攪拌廣3小 時(shí)后即可使用。本實(shí)施方式在無機(jī)涂料中添加納米級(jí)填料后，無機(jī)涂料層能更有效地將微弧氧化 陶瓷膜的微孔阻塞，防止外界腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入，提高鎂合金的耐腐蝕性能。采用本實(shí)施方式 的無機(jī)涂料進(jìn)行噴涂制備得到的微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層在5%的NaCl (分析純)中性溶液 和鹽霧箱內(nèi)溫度是35°C的實(shí)驗(yàn)條件下經(jīng)144的鹽霧實(shí)驗(yàn)后，微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層仍保持 完整無損。鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間是步驟一制備的微弧氧化陶瓷層的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間(24h)的6倍， 是直接在鎂合金上噴涂得到的無機(jī)涂料層的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間(24h)的6倍。本實(shí)施方式的微弧氧化/無機(jī)復(fù)合層的自腐蝕電位為-1. 02V,比鎂合金的自腐 蝕電位(-1.5V左右)正移了 500mV左右，而步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜的自腐蝕電位 (-1.46V)，僅比鎂合金的自腐蝕電位(-1.5V左右)正移了 40mV左右，本實(shí)施方式的微弧氧 化/噴涂復(fù)合膜在熱力學(xué)上的腐蝕傾向性顯著變小；本實(shí)施方式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜 的腐蝕電流密度比鎂合金的腐蝕電流密度降低了 5個(gè)數(shù)量級(jí)，比步驟一得到的微弧氧化陶 瓷膜的腐蝕電流密度降低了 3個(gè)數(shù)量級(jí)，本實(shí)施方式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜在動(dòng)力學(xué)上 的腐蝕傾向性顯著變小。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩 方面上，耐腐蝕性能均有了質(zhì)的提高。采用本實(shí)施方式的無機(jī)涂料進(jìn)行噴涂得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)500°C的熱 震循環(huán)20次后才出現(xiàn)裂紋，然后隨著熱震次數(shù)的增加，只是裂紋緩慢增多、加深，直至熱震 74次，微弧氧化/噴涂復(fù)合膜仍未出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，與鎂合金結(jié)合力好。
具體實(shí)施方式
三十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三十一之一不同的是步驟 二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合物，其中納米級(jí)填料的 添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的29T8%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料為深圳瑞華夸克化工有 限公司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，納米級(jí)填料也是由深圳瑞華夸克化工有限公 司生產(chǎn)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三十一相同。本實(shí)施方式的納米級(jí)填料為深圳市瑞華夸克化工有限公司提供的銀色填料、白色 填料、灰色填料以及黑色填料等，但是不限于由深圳市瑞華夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市 售的納米級(jí)粉末填料均可用于本實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
三十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三十一之一不同的是步驟 二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合物，其中納米級(jí)填料的 添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的5%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料為深圳瑞華夸克化工有限公 司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，納米級(jí)填料也是由深圳瑞華夸克化工有限公司生 產(chǎn)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三十一相同。本實(shí)施方式的納米級(jí)填料為深圳市瑞華夸克化工有限公司提供的銀色填料、白色 填料、灰色填料以及黑色填料等，但是不限于由深圳市瑞華夸克化工有限公司提供，現(xiàn)有市 售的納米級(jí)粉末填料均可用于本實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
三十六本實(shí)施方式鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法 是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、將AZ31B鎂合金進(jìn)行預(yù)處理去除表面氧化膜，然后將預(yù)處理后 的鎂合金作為工作電極置于電解液中，不銹鋼槽作為電解池和對(duì)電極，采用恒流模式微弧
11氧化5min，即在鎂合金上得到多孔的微弧氧化陶瓷膜，其中電解液組成為6g/L的Na2Si03、 2g/L的NaF和2g/L的NaOH，溶劑為水；控制電流密度為2A/dm2，頻率為300Hz，占空比為 45%; 二、采用空氣噴涂方式在步驟一得到的鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜上噴涂無機(jī)涂料 層，控制無機(jī)涂料的噴涂量為3飛g/s，壓縮空氣的內(nèi)部壓力為0. 4MPa,噴涂采用噴嘴口徑 為Imm的噴槍，控制噴槍與鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜呈直角，噴槍噴嘴與微弧氧化陶瓷 膜的距離為12cm，噴槍平行運(yùn)行，噴槍移動(dòng)速度為15cm/s，噴涂2來回，得到微弧氧化陶瓷 膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的的鎂合金；所述無機(jī)涂料為深圳瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)的 易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，按組分A與組分B的質(zhì)量比為1. 5:1的比例將組分B加入 到組分A中，并攪拌分散3個(gè)小時(shí)后使用；所述1個(gè)來回是指噴槍在微弧氧化陶瓷膜表面的 一側(cè)移動(dòng)至另一側(cè)后，再移動(dòng)回起始側(cè)；三、將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無 機(jī)涂料層的鎂合金在90°C下干燥20min，然后再在300°C的馬弗爐中燒結(jié)30min，然后將鎂 合金取出，自然冷卻至室溫，即在鎂合金表面制備得到微弧氧化/噴涂復(fù)合膜。本實(shí)施方式步驟一制備得到的微弧氧化陶瓷膜的厚度為11. 2 μ m，粗糙度為 0. 456 μ m，陶瓷膜表面掃描電鏡圖如圖1所示，可見陶瓷膜表面均勻平整，布滿了均勻微小 孔徑的微孔。 本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜中空氣噴涂得到的無機(jī)涂料層的厚度 在15μπι左右，無機(jī)涂料層將微弧氧化陶瓷膜全部覆蓋，復(fù)合膜表面沒有微孔，如圖2中本 實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的掃描電鏡圖所示。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的截面掃描電鏡圖如圖3所示，圖中 U~ ”所指的是微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的位置，由圖3可見，無機(jī)涂料層中部分無機(jī)涂料 已深深嵌入陶瓷膜的孔徑中，與陶瓷膜結(jié)合良好。同時(shí)本實(shí)施方式對(duì)得到的微弧氧化/噴 涂復(fù)合膜按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1720-1979進(jìn)行了劃痕測(cè)試評(píng)價(jià)無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷 膜的結(jié)合力，測(cè)試結(jié)果顯示無機(jī)涂料涂層的附著力均為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說明無機(jī)涂料層與陶瓷 膜結(jié)合力良好。本實(shí)施方式對(duì)得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜進(jìn)行熱震實(shí)驗(yàn)，具體操作是將馬弗 爐升溫到500°C后恒溫，然后將本實(shí)施方式得到的帶有微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的鎂合金放 進(jìn)馬弗爐恒溫2min，采用秒表計(jì)時(shí)，恒溫2min后取出試樣立即浸入事先準(zhǔn)備好的室溫下的 水中，待完全冷卻后取出吹干，并仔細(xì)觀察膜層表面的變化，此為一個(gè)循環(huán)；繼續(xù)重復(fù)上述 操作，觀察膜層表面變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)熱震20次后才出現(xiàn)裂 紋，然后隨著熱震次數(shù)的增加，只是裂紋緩慢增多、加深，直至熱震74次，微弧氧化/噴涂復(fù) 合膜仍未出現(xiàn)剝落現(xiàn)象?？梢?，本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金結(jié)合力 好。本實(shí)施方式對(duì)制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜、步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜 以及AZ3IB鎂合金(不進(jìn)行預(yù)處理，表面有自然氧化膜)三種試樣進(jìn)行耐腐蝕性能測(cè)試，采用 CHI660a電化學(xué)工作站，在三電極體系中，試樣為工作電極，裸露面積為1cm2，飽和甘汞電極 為參比電極，鉬片為輔助電極。腐蝕介質(zhì)為3. 5%NaCl水溶液，pH=7，測(cè)試溫度為25°C。塔 菲爾(Tafel)極化曲線測(cè)試掃描速度為lmV/s，掃描區(qū)間為開路電位-0.2 0V。測(cè)試得到 Tafel極化曲線圖如圖4所示，圖中“一▼一”為本實(shí)施方式對(duì)制備得到的微弧氧化/噴涂 復(fù)合膜的Tafel極化曲線，“一 一”為步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜的Tafel極化曲線，“一■一”為AZ31B鎂合金的Tafel極化曲線。由圖4可見，微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的自腐 蝕電位為-1.02V，比AZ31B鎂合金的自腐蝕電位(-1. 5V左右)正移了 500mV左右，而步驟 一得到的微弧氧化陶瓷膜的自腐蝕電位(-1. 46V)僅正移了 40mV左右，本實(shí)施方式的微弧 氧化/噴涂復(fù)合膜在熱力學(xué)上的腐蝕傾向性顯著變??；微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的腐蝕電流 密度比AZ31B鎂合金的腐蝕電流密度降低了 5個(gè)數(shù)量級(jí)，比步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜 的腐蝕電流密度降低了 3個(gè)數(shù)量級(jí)，本實(shí)施方式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜在動(dòng)力學(xué)上的腐 蝕傾向性顯著變小。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩方面 上，耐腐蝕性能均有了質(zhì)的提高。作為對(duì)比，進(jìn)行如下對(duì)比試驗(yàn)對(duì)AZ31B鎂合金分別用240#和1000#的砂紙拋光，
去除表面氧化膜，然后對(duì)鎂合金進(jìn)行噴砂處理，再在鎂合金表面噴涂無機(jī)涂料(即本實(shí)施步 驟二中所述無機(jī)涂料)，得在鎂合金表面得到無機(jī)涂料層。本實(shí)施方式對(duì)制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜、步驟一得到的微弧氧化陶瓷膜 和上述對(duì)比試驗(yàn)的鎂合金表面無機(jī)涂料層的三種試樣進(jìn)行鹽霧實(shí)驗(yàn)，鹽霧測(cè)試采用的是5% 的NaCl (分析純)中性溶液，鹽霧箱內(nèi)溫度是35°C;實(shí)驗(yàn)過程中，每24h檢查一次，鹽霧試驗(yàn) 判定標(biāo)準(zhǔn)是以試樣雙面中腐蝕最嚴(yán)重的一面為判定依據(jù)，以試樣表面出現(xiàn)的黑點(diǎn)或腐蝕 點(diǎn)大于3處為實(shí)驗(yàn)結(jié)束依據(jù)。經(jīng)測(cè)試，直接噴涂無機(jī)涂料的鎂合金表面無機(jī)涂料層試樣鹽 霧實(shí)驗(yàn)24h，試樣表面就出現(xiàn)大面積的腐蝕坑，涂料層被腐蝕剝落，如圖5所示；步驟一得到 的微弧氧化陶瓷膜經(jīng)過鹽霧實(shí)驗(yàn)24h后表面出現(xiàn)了大量的黑點(diǎn)，有的地方已經(jīng)露出基體， 如圖6所示；本實(shí)施方式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)鹽霧實(shí)驗(yàn)72h表面才出現(xiàn)較多的黑點(diǎn)， 其它地方還保持完好無損，整個(gè)膜層沒有脫落現(xiàn)象，如圖7所示。本實(shí)施方式制備得到的微 弧氧化/噴涂復(fù)合膜的鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間是單獨(dú)的微弧氧化膜或者單獨(dú)的無機(jī)涂料層的鹽霧 實(shí)驗(yàn)時(shí)間的3倍。綜上所述，本實(shí)施方式制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好， 而且復(fù)合膜中微弧氧化膜與空氣噴涂的無機(jī)涂料層的結(jié)合力也好；耐腐蝕性大大提高，有 了質(zhì)的提高。與單獨(dú)的微弧氧化膜和單獨(dú)的無機(jī)涂料層對(duì)耐腐蝕性的提高相比，本實(shí)施方 式的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性的提高更有效，更好。
具體實(shí)施方式
三十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十六不同的是步驟二中所述 無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和銀色填料的混合物，其中銀色填料的添加質(zhì)量是無 機(jī)涂料質(zhì)量的5%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料為深圳瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)的易瓏 雙組分水性納米陶瓷涂料，銀色填料也是由深圳瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)。其它步驟及 參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十六相同。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜中空氣噴涂得到的無機(jī)涂料層的厚度 在15 y m左右，無機(jī)涂料層將微弧氧化陶瓷膜全部覆蓋，復(fù)合膜表面沒有微孔。本實(shí)施方式對(duì)得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1720-1979進(jìn)行了 劃痕測(cè)試評(píng)價(jià)無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷膜的結(jié)合力，測(cè)試結(jié)果顯示無機(jī)涂料涂層的附著 力為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說明無機(jī)涂料層與陶瓷膜結(jié)合力良好。本實(shí)施方式對(duì)制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜進(jìn)行鹽霧實(shí)驗(yàn)，鹽霧實(shí)驗(yàn)參數(shù)與 判定標(biāo)準(zhǔn)與具體實(shí)施方式
三十六中所述鹽霧實(shí)驗(yàn)一樣。鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施方式的 微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)鹽霧實(shí)驗(yàn)144h表面僅出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，其它地方還保持完好無損，如圖8所示。說明采用雙組分水性納米陶瓷涂料和銀色填料的混合物的無機(jī)涂料得到的微 弧氧化/噴涂復(fù)合膜對(duì)鎂合金的防護(hù)性能更好，耐腐蝕性能更好。本實(shí)施方式制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好，而且復(fù)合膜 中微弧氧化膜與空氣噴涂的無機(jī)涂料層的結(jié)合力也好；耐腐蝕性大大提高，有了質(zhì)的提高。 與單獨(dú)的微弧氧化膜和單獨(dú)的無機(jī)涂料層對(duì)耐腐蝕性的提高相比，本實(shí)施方式的微弧氧化 /噴涂復(fù)合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性的提高更有效，更好。
具體實(shí)施方式
三十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十六不同的是步驟一中采用 恒流模式微弧氧化20min，即在鎂合金上得到多孔的微弧氧化陶瓷膜，其中電解液組成為 6g/L的Na2Si03、2g/L的NaF和2g/L的NaOH，溶劑為水；控制電流密度為5A/dm2，頻率為 2000Hz,占空比為45%。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十六相同。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜中微弧氧化膜的厚度達(dá)21 u m，空氣噴 涂得到的無機(jī)涂料層的厚度在15 y m左右，無機(jī)涂料層將微弧氧化陶瓷膜全部覆蓋，復(fù)合 膜表面沒有微孔，如圖9所示。本實(shí)施方式對(duì)得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜進(jìn)行熱震實(shí)驗(yàn)，具體操作如具體實(shí)施 方式三十六中所述。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)熱震12次后出現(xiàn)裂紋，然后 隨著熱震次數(shù)的增加，裂紋緩慢增多、加深，直至熱震70次，微弧氧化/噴涂復(fù)合膜出現(xiàn)剝 落現(xiàn)象?？梢姡緦?shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金結(jié)合力雖然不如具體實(shí) 施方式三十六中的復(fù)合膜，但是仍然很好。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的截面掃描電鏡圖如圖10所示，圖中 “1~ ”所指的是微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的位置，由圖10可見，無機(jī)涂料層中部分無機(jī)涂料 已深深嵌入陶瓷膜的孔徑中，與陶瓷膜結(jié)合良好，同時(shí)可以看出，電流密度增大，反應(yīng)時(shí)間 增長，使得微弧氧化膜的厚度變厚，表面粗糙不平，粗糙度變大。本實(shí)施方式對(duì)得到的微弧 氧化/噴涂復(fù)合膜按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1720-1979進(jìn)行了劃痕測(cè)試評(píng)價(jià)無機(jī)涂料層與微弧氧 化陶瓷膜的結(jié)合力，測(cè)試結(jié)果顯示無機(jī)涂料涂層的附著力為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說明無機(jī)涂料層與 陶瓷膜結(jié)合力良好。本實(shí)施方式對(duì)制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜進(jìn)行鹽霧實(shí)驗(yàn)，鹽霧實(shí)驗(yàn)參數(shù)和 判定標(biāo)準(zhǔn)與具體實(shí)施方式
三十六中所述鹽霧實(shí)驗(yàn)一樣。鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施方式的 微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)鹽霧實(shí)驗(yàn)80h表面僅出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，其它地方還保持完好無損。
具體實(shí)施方式
三十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十六不同的是步驟一中采用 恒流模式微弧氧化lOmin，即在鎂合金上得到多孔的微弧氧化陶瓷膜，其中電解液組成為 6g/L的Na2Si03、2g/L的NaF和2g/L的NaOH，溶劑為水；控制電流密度為3A/dm2，頻率為 300Hz,占空比為45% ；步驟二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和銀色填料的混 合物，其中銀色填料的添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的5%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料為深 圳瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，銀色填料也是由深圳瑞華 夸克化工有限公司生產(chǎn)。其它步驟及參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十六相同。本實(shí)施方式本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜中微弧氧化膜的厚度達(dá) 16. 5 ym，空氣噴涂得到的無機(jī)涂料層的厚度在15 ym左右，無機(jī)涂料層將微弧氧化陶瓷膜 全部覆蓋，復(fù)合膜表面沒有微孔，如圖11所示。本實(shí)施方式得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的截面掃描電鏡圖如圖12所示，圖中所指的是微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的位置，由圖12可見，無機(jī)涂料層中部分無機(jī)涂料已深深嵌入陶瓷膜的孔徑中，與陶瓷膜結(jié)合良好。本實(shí)施方式對(duì)得到的微弧氧化/噴涂復(fù) 合膜按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1720-1979進(jìn)行了劃痕測(cè)試評(píng)價(jià)無機(jī)涂料層與微弧氧化陶瓷膜的 結(jié)合力，測(cè)試結(jié)果顯示無機(jī)涂料涂層的附著力為一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，說明無機(jī)涂料層與陶瓷膜結(jié)合 力良好。本實(shí)施方式對(duì)制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜進(jìn)行鹽霧實(shí)驗(yàn)，鹽霧實(shí)驗(yàn)參數(shù)與 判定標(biāo)準(zhǔn)與具體實(shí)施方式
三十六中所述鹽霧實(shí)驗(yàn)一樣。鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)施方式的 微弧氧化/噴涂復(fù)合膜經(jīng)鹽霧實(shí)驗(yàn)144h表面僅出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)，其它地方還保持完好無損。本實(shí)施方式制備得到的微弧氧化/噴涂復(fù)合膜與鎂合金的結(jié)合力好，而且復(fù)合膜 中微弧氧化膜與空氣噴涂的無機(jī)涂料層的結(jié)合力也好；耐腐蝕性大大提高，有了質(zhì)的提高。 與單獨(dú)的微弧氧化膜和單獨(dú)的無機(jī)涂料層對(duì)耐腐蝕性的提高相比，本實(shí)施方式的微弧氧化 /噴涂復(fù)合膜對(duì)鎂合金耐腐蝕性的提高更有效，更好。
權(quán)利要求
一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，其特征在于鎂合金表面上微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的一、將鎂合金進(jìn)行預(yù)處理去除表面氧化膜，然后將預(yù)處理后的鎂合金作為工作電極置于電解液中，不銹鋼槽作為電解池和對(duì)電極，采用恒壓或者恒流模式微弧氧化5~20min，即在鎂合金上得到多孔的微弧氧化陶瓷膜，其中電解液組成為6~30g/L的Na2SiO3、0~5g/L的NaF和0~5g/L的NaOH，溶劑為水；恒壓模式時(shí)，控制電壓為50~600V，頻率為300~2000Hz，占空比為10~45%；恒流模式時(shí)，控制電流密度為2~5A/dm2，頻率為300~2000Hz，占空比為10~45%；二、采用空氣噴涂方式在步驟一得到的鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜上噴涂無機(jī)涂料層，控制無機(jī)涂料的噴涂量為3~5g/s，壓縮空氣的內(nèi)部壓力為0.3~0.5MPa，噴涂采用噴嘴口徑為1mm的噴槍，控制噴槍與鎂合金表面微弧氧化陶瓷膜呈直角，噴槍噴嘴與微弧氧化陶瓷膜的距離為10~15cm，噴槍平行運(yùn)行，噴槍移動(dòng)速度為10~20cm/s，噴涂1~2個(gè)來回，得到微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的的鎂合金；所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合物，其中納米級(jí)填料的添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的0%~10%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料均為深圳市瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)；所述1個(gè)來回是指噴槍在微弧氧化陶瓷膜表面的一側(cè)移動(dòng)至另一側(cè)后，再移動(dòng)回起始側(cè)；三、將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的鎂合金在60~100℃下干燥10~20min，然后再在230~300℃的馬弗爐中燒結(jié)20~30min，然后將鎂合金取出，自然冷卻至室溫，即在鎂合金表面制備得到微弧氧化/噴涂復(fù)合膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，其特征 在于步驟一中鎂合金為AZ31B鎂合金、AZ91D鎂合金、MB26鎂合金、ZM5鎂合金或者鎂鋰合^^ o
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，其 特征在于步驟一中電解液組成為6 30g/L的Na2Si03，溶劑為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，其特征 在于步驟一中電解液組成為6 20g/L的Na2Si03、廣3g/L的NaF和廣3g/L的NaOH，溶劑為 水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法， 其特征在于步驟二中控制無機(jī)涂料的噴涂量為4g/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，其特征 在于步驟二中噴槍移動(dòng)速度為12 18cm/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方 法，其特征在于步驟三中將步驟二得到的微弧氧化陶瓷膜表面噴涂有無機(jī)涂料層的鎂合金 在80 95°C下干燥12 18min。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，其特征 在于步驟三中然后再在24(T280°C的馬弗爐中燒結(jié)22 28min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方 法，其特征在于步驟二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料，所述雙組分水性納米 陶瓷涂料為深圳瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，雙組分水性 納米陶瓷涂料按組分A與組分B的質(zhì)量比為1. 5:1的比例將組分B加入到組分A中，并攪拌分散3個(gè)小時(shí)后使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備 方法，其特征在于步驟二中所述無機(jī)涂料為雙組分水性納米陶瓷涂料和納米級(jí)填料的混合 物，其中納米級(jí)填料的添加質(zhì)量是無機(jī)涂料質(zhì)量的1% 10%，所述雙組分水性納米陶瓷涂料 為深圳市瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)的易瓏雙組分水性納米陶瓷涂料，納米級(jí)填料也是由 深圳市瑞華夸克化工有限公司生產(chǎn)。
全文摘要
一種鎂合金表面微弧氧化/噴涂復(fù)合膜的制備方法，它涉及一種鎂合金表面復(fù)合膜的制備方法。解決現(xiàn)有鎂合金表面處理方法中化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、陽極氧化、氣相沉積得到的膜層薄，耐腐蝕性能差；離子注入成本高，難以實(shí)現(xiàn)大面積加工；涂層與鎂合金結(jié)合力差，有機(jī)涂層易老化的問題。制備方法首先利用微弧氧化在鎂合金表面制備陶瓷膜，然后采用空氣噴涂將無機(jī)涂料噴涂至陶瓷膜上，再熱處理即得微弧氧化/噴涂復(fù)合膜。方法簡單，成本低，空氣噴涂利用微弧氧化陶瓷膜的多孔結(jié)構(gòu)，使無機(jī)涂料層與陶瓷膜結(jié)合牢固；復(fù)合膜厚度在20~40μm，自腐蝕電位正移至-1.02V，腐蝕電流密度比鎂合金降低5個(gè)數(shù)量級(jí)，鹽霧實(shí)驗(yàn)72~144h后完好無損，耐蝕性好。
文檔編號(hào)C25D11/30GK101871119SQ20101023843
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者吳松全, 姚忠平, 姜兆華, 王福平, 齊素芳 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)