CN101564916A - 表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件，由锡锑铝巴式合金涂层、中间扩散层和镁合金基体三层构成，锡锑铝巴式合金涂层在外层，锡锑铝巴式合金涂层下面是中间扩散层，中间扩散层下面是镁合金基体；锡锑铝巴式合金涂层、中间扩散层和镁合金基体结合成一个整体。本发明的镁合金构件，起表面的锡锑铝巴氏合金涂层，具有耐蚀、耐磨、冶金结合等优点，该涂层可以在镁合金制品表面形成尺寸较厚、结合强度高、耐蚀耐磨的冶金结合扩散涂层，适用于现有所有牌号的镁合金表面；能显著增强镁合金制品、构件表面的耐蚀、耐磨性能，扩大其使用范围，在降低机械设备重量的同时，也能增强其结构强度。

Description

表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件及其制作方法

技术领域

本发明涉及镁合金构件领域，具体涉及在镁合金表面获得具有耐蚀、耐磨的锡、锑、铝巴氏合金涂层的镁合金成型制品、构件及其制备工艺。

背景技术

镁合金具有密度低、比强度高、加工性能好并有高的阻尼性等一系列优点，为此备受国内外的青睐。但镁合金标准电极电位低(-2.37v)，是结构材料耐蚀性最差的材料，为此限制了它的应用。

为了提高镁合金的耐蚀性能，国内外广大科技工作者做了大量的研究工作，但只限于传统的表面防护如阳极氧化处理、化学镀、油漆、搪瓷、微弧阳极氧化、表面喷铝等。目前由于以上各种涂层如镁合金制品多为机械附着，结合力很差。耐微弧阳极氧化是镁合金在电附着液中加入高电压形成的一种很脆的陶瓷涂层，稍受力涂层则剥落。为此，目前世界范围之内尚未很好解决镁合金制品表面的耐蚀耐磨性很差的问题，因此目前只限于用镁合金制作一些室内装饰件如室内扶手，壳体等工件。而作为室外大气环境中的结构件，由于耐蚀耐磨性差而无法使用。

发明内容

本发明针对现有技术的镁合金制品或构件表面的耐蚀耐磨性很差，从而大大限制了镁合金制品或构件的使用范围等不足，提供一种在镁合金表面获得具有耐蚀、耐磨的锡、锑、铝系涂层的镁合金成型制品、构件及其制备工艺。

本发明的技术方案是：表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件，其特征在于：由锡锑铝巴式合金涂层、中间扩散层2镁合金基体三层构成，锡锑铝巴式合金涂层在外层，锡锑铝巴式合金涂层下面是中间扩散层，中间扩散层下面是镁合金基体；锡锑铝巴式合金涂层、中间扩散层和镁合金基体结合成一个整体。

一种制作表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、镁合金基体表面进行粗糙化处理，以增加镁合金基体的表面粗糙度，增加附着力；

(2)、去除镁合金基体表面的氧化膜、杂质或其他杂物；

(3)采用热浸镀或热喷涂方式，使Sn-Sb-Al-Re按要求厚度在镁合金基体表面形成锡锑铝巴式合金结合涂层；将镁合金基体浸入400℃～500℃的低熔点Sn-Sb-Al-Re合金熔化之后的溶液中，并保温工艺要求的一段时间，以便在镁合金基体的表面上形成锡锑铝巴式合金涂层；

(4)、在锡锑铝巴式合金涂层和镁合金基体之间形成中间扩散层；浸镀后的镁合金构件先进行空冷，然后进行时效扩散热处理，锡锑铝巴式合金涂层与镁合金基体之间由于分子运动，相互之间扩散运动得到中间扩散层。

本发明的表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件及其制作方法，相对于现有技术，具有如下特点：

1、锡、锑、铝巴氏合金涂层，具有耐蚀、耐磨、冶金结合等优点，该涂层可以在镁合金制品表面形成尺寸较厚、结合强度高、耐蚀耐磨的冶金结合扩散涂层，适用于现有所有牌号的镁合金表面。

2、能显著增强镁合金制品、构件表面的耐蚀、耐磨性能，扩大其使用范围，能在很多种类的机械设备中使用该种镁合金制品、构件；在降低机械设备重量的同时，也能增强其结构强度。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

附图是本发明镁合金构件涂层示意图。

图1中，1-锡锑铝巴式合金涂层、2-中间扩散层、3-镁合金基体；

具体实施方式

本发明的表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件，由锡锑铝巴式合金涂层1、中间扩散层2和镁合金基体3三层结构构成，外层(表面层)是一定厚度的锡锑铝巴式合金涂层1，锡锑铝巴式合金涂层1下面是一定厚度的中间扩散层2，中间扩散层2下面是镁合金基体3；相当于在镁合金基体3上设置锡锑铝巴式合金涂层1和中间扩散层2，锡锑铝巴式合金涂层1、中间扩散层2和镁合金基体3牢固结合，高强度结合成一个整体。

上述表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件的制作方法，首先进行镁合金基体表面的粗糙化处理，以增加镁合金基体的表面粗糙度、增加附着力；然后去除镁合金基体表面的氧化膜、杂质或其他杂物，再将经过上述处理的镁合金基体(构件)浸入低熔点(400℃～500℃左右)的Sn-Sb-Al-Re合金熔化之后的溶液中，并保温工艺要求的一段时间，以便冷凝后在镁合金基体的表面上形成锡锑铝巴式合金涂层；浸镀后提起镁合金构件。Sn-Sb-Al-Re合金除了现有技术的巴氏合金以外，本发明提供一种具体的配比：Sn-Sb-Al-Re合金中各组分的重量百分比为：Sn：82％Sb：11％Al：4％稀土Ce：3％，稀土Ce能显著增加其流动性和扩散，更有利于在镁合金基体的表面上形成锡锑铝巴式合金涂层。根据镁合金构件不同的使用场合，上述Sn-Sb-Al-Re合金中各组分的重量百分比可以有很多种，以便在镁合金基体的表面上形成相互之间有一定差别的多种锡锑铝巴式合金涂层。

其保温时间为：t＝Kδ

t：浸镀保温时间(min)

K：常数

δ：工件有效厚度(mm)

浸镀后的镁合金构件从溶液中提起空冷，在空气中自然冷却，并进行后续的时效扩散热处理即可得到结合力为冶金结合的锡锑铝巴式合金耐蚀耐磨涂层。时效扩散热处理的温度一般大于200℃，热处理的时间与镁合金构件有效厚度成正比关系，根据镁合金的最终用途、工件有效厚度而有相应的差别。在时效扩散热处理过程中，锡锑铝巴式合金涂层与镁合金基体之间由于分子运动，相互之间扩散运动，在锡锑铝巴式合金涂层与镁合金基体之间形成中间扩散层。其示意图如图1。

除了上述的热浸镀意外，可以采用热喷涂的方式，将Sn-Sb-Al-Re合金熔化之后的溶液在一定温度下以一定压力喷涂到经过粗化处理、去除表面氧化膜或其他杂质的镁合金表面上，再经过空冷，并进行后续的时效扩散热处理就得到结合力为冶金结合的锡锑铝巴式合金耐蚀耐磨涂层和中间扩散层。

本发明可以广泛用于镁合金结构件，如汽车摩托车轮毂、发动机壳体、计算机外壳、发动机端盖等。

Claims (3)

1、表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件，其特征在于：由锡锑铝巴式合金涂层(1)、中间扩散层(2)和镁合金基体(3)三层构成，锡锑铝巴式合金涂层(1)在外层，锡锑铝巴式合金涂层(1)下面是中间扩散层(2)，中间扩散层(2)下面是镁合金基体(3)；锡锑铝巴式合金涂层(1)、中间扩散层(2)和镁合金基体(3)结合成一个整体。

2、一种制作权利要求1所述的表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、镁合金基体表面进行粗糙化处理，以增加镁合金基体的表面粗糙度，增加附着力；

(2)、去除镁合金基体表面的氧化膜、杂质或其他杂物；

(3)采用热浸镀或热喷涂方式，使Sn-Sb-Al-Re在镁合金基体表面形成锡锑铝巴式合金结合涂层；将镁合金基体浸入400℃～500℃的低熔点Sn-Sb-Al-Re合金熔化之后的溶液中，并保温工艺要求的一段时间，以便在镁合金基体的表面上形成锡锑铝巴式合金涂层；

(4)、在锡锑铝巴式合金涂层和镁合金基体之间形成中间扩散层；浸镀后的镁合金构件先进行空冷，然后进行时效扩散热处理，锡锑铝巴式合金涂层与镁合金基体之间由于分子运动，相互之间扩散运动得到中间扩散层。

3、根据权利要求2所述的制作表面具有锡锑铝巴氏合金涂层的镁合金构件的方法，其特征在于：所述的时效扩散热处理的温度大于200℃，热处理的时间与镁合金构件有效厚度成正比关系。