CN101696488A - 镁合金表面磁控溅射铝/钛复合涂层及其工艺方法 - Google Patents
镁合金表面磁控溅射铝/钛复合涂层及其工艺方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101696488A CN101696488A CN200910191154A CN200910191154A CN101696488A CN 101696488 A CN101696488 A CN 101696488A CN 200910191154 A CN200910191154 A CN 200910191154A CN 200910191154 A CN200910191154 A CN 200910191154A CN 101696488 A CN101696488 A CN 101696488A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- magnesium alloy
- aluminum
- titanium
- magnetron sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了镁合金表面的铝/钛复合涂层及其工艺方法，其特征在于：在镁合金基体上，设置有铝涂层和钛涂层，钛涂层在外层，中间是铝涂层，铝涂层和钛涂层紧密附着在镁合金基体上。其处理工艺流程为：镁合金基体打磨-前处理清洗-磁控溅射Al膜-磁控溅射Ti膜-低温加热扩散。采用本发明的磁控溅射和低温热扩散处理工艺，在镁合金部件表面可获得具有优良结合力和耐腐蚀、耐磨性能的铝/钛复合涂层，涂层与基体形成了一种三明治结构。
Description
技术领域
本发明涉及到一种镁合金表面防腐处理技术，具体地说，是一种镁合金表面铝/钛复合涂层及其制备工艺方法，尤其是可用于航空航天、汽车以及家电等3C产品或人体植入材料等的，具有腐蚀防护作用的铝/钛(Al/Ti)复合涂层及工艺。
背景技术
镁合金是一种最轻的工程结构金属材料，具有密度小、比强度高、良好的导热、导电能力和电磁屏蔽性能、减振和阻尼性能，且容易回收利用等特点。镁合金可应用于汽车、航空航天以及3C产品(家用电器、计算机、通信电子器件)等领域。但是，镁的化学性质活泼，耐蚀、耐磨性能较差，通常需经过表面改性处理以提高其耐腐蚀、耐磨性能。
表面改性是改善镁合金耐蚀性的最有效的途径之一。铝、钛都具有良好的耐腐蚀性能，可以用来提高镁合金的耐蚀性。如名称为“便携式电子装置外壳及其制造方法”、专利号为ZL 200410052067.6的发明专利所公开的技术内容，该外壳包括镁合金基材及氮化铝钛层，其中该氮化铝钛层覆盖于镁合金基材表面；该外壳的制造方法，包括以下步骤：提供镁合金基材，将该镁合金基材放入以铝金属及钛金属为溅射靶材的真空镀膜室内，对该真空镀膜室内抽真空，向真空室通入少量氮气与惰性气体的混合气，加热镁合金后，对其进行溅射得到便携式电子装置的外壳；该便携式电子装置的外壳具有很强的硬度及耐磨性。研究表明，离子注入钛也可以提高镁合金的耐腐蚀性能；然而，这种膜非常薄，对提高耐蚀性的作用有限。较厚的钛膜可能会使镁合金基体具有更好的耐腐蚀性，实际使用中可能需要在镁合金基体上形成一层较厚的钛膜。然而，根据镁钛二元相图，两者之间溶解度极小，也不能形成金属间化合物。因此，镁合金与钛合金几乎不可能直接扩散相结合。由于镁-铝、铝-钛之间都有较高的溶解度；在镁和钛之间加入一个的中间过渡Al层，则可以与基体形成三明治结构。所以，可以通过采用磁控溅射方法在镁合金表面喷涂Al/Ti复合涂层，然后通过热扩散提高涂层的结合力，以获得较厚的、结合优良的、具有更好耐腐蚀性的涂层。
发明内容
本发明针对现有技术对镁合金表面防腐处理技术所得到的金属涂层(钛膜等)非常薄、与基体结合力较差、耐腐蚀、耐磨性不高等不足，提出一种镁合金表面形成铝/钛复合涂层及其制备工艺方法，具体采用磁控溅射方法形成一种具有三明治结构的Al/Ti复合涂层，然后进行低温扩散处理，以提高复合膜涂层与基体的结合力、提高镁合金的耐腐蚀性，以满足镁合金表面防腐技术的需要。
本发明的技术方案：镁合金表面的铝/钛复合涂层，其特征在于：在镁合金基体上，设置有铝涂层和钛涂层，钛涂层在外层，中间是铝涂层，铝涂层和钛涂层紧密附着在镁合金基体上。
一种获得本发明铝/钛复合涂层的制备工艺方法，其特征在于：其工艺流程为：镁合金基体打磨-前处理清洗-磁控溅射Al膜-磁控溅射Ti膜-低温加热扩散。
该工艺的具体工艺参数为：
磁控溅射铝膜参数：溅射电压：240-320V；电流：0.70-1.30A；时间：0.3-2.0h。
磁控溅射钛膜参数：溅射电压：240-320V；电流：0.70-1.3A；时间：2.0-10h。
热扩散工艺：温度：180-260℃；保温时间：4-16h。
采用本发明的磁控溅射和低温热扩散处理工艺，在镁合金部件表面可获得具有优良结合力和耐腐蚀、耐磨性能的铝/钛复合涂层，涂层与基体形成了一种三明治结构。
附图说明
图1为本发明实施案例的Al/Ti复合涂层低温热扩散处理后SEM照片。
图2为本发明实施案例的Al/Ti复合涂层低温热扩散处理后截面方向的EDS线扫描曲线。
具体实施方式
本发明的镁合金表面的铝/钛复合涂层，其特征在于：在镁合金基体上，设置有铝涂层和钛涂层，钛涂层在外层，中间是铝涂层，钛涂层通过铝涂层紧密附着在镁合金基体上。
一种获得本发明铝/钛复合涂层的制备工艺方法，其特征在于：首先对镁合金样品表面进行打磨，以除去表面毛刺、飞边等，再对镁合金样品进行前处理清洗，以除去镁合金样品表面的油脂、脂肪类物质，并通过酸洗对其表面活化处理以去除表面上的氧化物，酸性活化采用的是氢氟酸、磷酸、稀盐酸和乙二醇等，或者是其他合适的酸性物质；本发明公开一种具体的前处理清洗工艺：碱洗除油-水清洗-酸洗活化-水清洗-丙酮清洗-干燥；在酸洗表面活化处理后，用丙酮进一步清洗除油污，再热风干燥；然后将镁合金放入磁控溅射腔中，进行磁控溅射处理：首先溅射铝涂层，选定如下工艺参数为溅射电压：240-320V；电流：0.70-1.30A；时间：0.3-2.0h。
然后溅射钛涂层，选定如下工艺参数为：溅射电压：240-320V；电流：0.70-1.3A；时间：2.0-10h；最后将工件拿出，再放入加热炉进行热扩散处理，热扩散工艺：加热温度：180-260℃；保温时间：4-16h。此工艺可使铝涂层与镁合金基体表面之间的原子发生互扩散，形成铝钛复合涂层，使涂层内部组织致密，增大涂层与基体之间的冶金结合力。
根据不同的使用场合，为了获得不同的铝涂层或钛涂层厚度，其溅射工艺有多种，尤其是灵活掌握溅射时间，以获得多种不同的铝涂层或钛涂层厚度。溅射铝涂层的溅射时间，可以选取0.3h、0.4h、0.5h、0.8h、1.0h、1.2h、1.4h、1.5h、1.5h、1.8h、2.0h等。溅射钛涂层的溅射时间，可以选取2.0h、2.5h、2.8h、3.0h、3.5h、3.6h、4.0h、4.5h、4.6h、4.8h、5.0h、5.5h、5.8h、6.0h、6.5h、6.8h、7.0h、7.4h、7.8h、8.0h、8.5h、9.0h、9.3h、9.5h、10.0h等。热扩散处理的加热温度可以选取180℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、260℃等。
按本发明所得到的Al/Ti复合涂层的SEM照片见附图1以及膜层的成分分布见附图2。
经过本发明所得的膜层厚度可达10μm以上，其中Ti膜可达到5μm以上；纳米划痕试验表明，低温扩散工艺提高了涂层与基体的结合力；耐腐蚀性能明显提高。
本发明的磁控溅射方式，采用现有技术的磁控溅射装置，将经过前处理的镁合金放入磁控溅射腔中，进行磁控溅射处理。
与现有技术相比，本发明的创新主要是在镁合金表面溅射钛的基础上，中间增加了铝作为过渡层，然后通过低温扩散使涂层与基体具有冶金结合的特点，提高了涂层与基体的结合力，并具有良好的耐腐蚀、耐磨性能。
Claims (3)
1.镁合金表面的铝/钛复合涂层，其特征在于：在镁合金基体上，设置有铝涂层和钛涂层，钛涂层在外层，中间是铝涂层，钛涂层通过铝涂层紧密附着在镁合金基体上，形成一种三明治结构。
2.一种获得权利要求1所述的铝/钛复合涂层的制作处理方法，其特征在于包括如下步骤：
1)对镁合金样品表面进行打磨，以除去表面毛刺、飞边；
2)对镁合金样品进行前处理清洗，以除去镁合金样品表面的油脂、脂肪类物质，并通过酸洗对其表面活化处理以去除表面上的氧化物；
3)将镁合金样品放入磁控溅射腔中，进行磁控溅射处理：
I、首先溅射铝涂层，工艺参数为：溅射电压：240-320V；电流：0.70-1.30A；时间：0.3-2.0h；
II、然后溅射钛涂层，工艺参数为：溅射电压：240-320V；电流：0.70-1.3A；时间：2.0-10h；
4)将镁合金样品放入加热炉进行热扩散处理，加热温度：180-260℃；保温时间：4-16h。
3.根据权利要求2所述的制作处理方法，其特征在于：在步骤2)酸洗表面活化处理后，用丙酮进一步清洗除油污，再热风干燥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101911542A CN101696488B (zh) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 镁合金表面磁控溅射铝/钛复合涂层及其工艺方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101911542A CN101696488B (zh) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 镁合金表面磁控溅射铝/钛复合涂层及其工艺方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101696488A true CN101696488A (zh) | 2010-04-21 |
| CN101696488B CN101696488B (zh) | 2011-09-28 |
Family
ID=42141613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009101911542A Expired - Fee Related CN101696488B (zh) | 2009-10-19 | 2009-10-19 | 镁合金表面磁控溅射铝/钛复合涂层及其工艺方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101696488B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104243640A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-12-24 | 深圳市奇利新塑胶精密模具有限公司 | 合金包胶手机保护套及其生产工艺 |
| CN107164731A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-15 | 广东省新材料研究所 | 一种镁合金表面铝复合防护层的制备方法 |
| CN108930023A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-04 | 北方民族大学 | 一种镁合金表面磁控溅射制备钽生物涂层的方法 |
| CN109440065A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-08 | 南昌大学 | 一种镁合金表面钨化钼纳米级耐蚀薄膜的制备方法 |
| CN112663008A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-16 | 江苏理工学院 | 一种利用射频磁控制备镁铝复合板的方法 |
| US11186892B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-11-30 | Posco | Hot rolled steel sheet having excellent strength and elongation |
| CN114107904A (zh) * | 2020-08-25 | 2022-03-01 | 荣耀终端有限公司 | 一种结构件的制备方法、结构件及电子设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100497741C (zh) * | 2005-11-03 | 2009-06-10 | 中国科学院金属研究所 | 一种镁合金防护方法 |
| CN100540724C (zh) * | 2006-08-30 | 2009-09-16 | 兰州大成自动化工程有限公司 | 利用真空复合镀膜处理镁合金表面的方法与装置 |
| CN101386976A (zh) * | 2008-10-31 | 2009-03-18 | 上海工程技术大学 | 一种在镁合金表面磁控溅射TiN薄膜的工艺 |
-
2009
- 2009-10-19 CN CN2009101911542A patent/CN101696488B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104243640A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-12-24 | 深圳市奇利新塑胶精密模具有限公司 | 合金包胶手机保护套及其生产工艺 |
| CN107164731A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-09-15 | 广东省新材料研究所 | 一种镁合金表面铝复合防护层的制备方法 |
| CN107164731B (zh) * | 2017-05-26 | 2021-08-31 | 广东省新材料研究所 | 一种镁合金表面铝复合防护层的制备方法 |
| US11186892B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-11-30 | Posco | Hot rolled steel sheet having excellent strength and elongation |
| CN108930023A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-04 | 北方民族大学 | 一种镁合金表面磁控溅射制备钽生物涂层的方法 |
| CN108930023B (zh) * | 2018-07-18 | 2020-07-17 | 北方民族大学 | 一种镁合金表面磁控溅射制备钽生物涂层的方法 |
| CN109440065A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-03-08 | 南昌大学 | 一种镁合金表面钨化钼纳米级耐蚀薄膜的制备方法 |
| CN109440065B (zh) * | 2018-11-09 | 2020-07-14 | 南昌大学 | 一种镁合金表面钨化钼纳米级耐蚀薄膜的制备方法 |
| CN114107904A (zh) * | 2020-08-25 | 2022-03-01 | 荣耀终端有限公司 | 一种结构件的制备方法、结构件及电子设备 |
| CN114107904B (zh) * | 2020-08-25 | 2024-03-12 | 荣耀终端有限公司 | 一种结构件的制备方法、结构件及电子设备 |
| CN112663008A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-16 | 江苏理工学院 | 一种利用射频磁控制备镁铝复合板的方法 |
| CN112663008B (zh) * | 2020-11-30 | 2022-12-23 | 江苏理工学院 | 一种利用射频磁控制备镁铝复合板的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101696488B (zh) | 2011-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101696488B (zh) | 镁合金表面磁控溅射铝/钛复合涂层及其工艺方法 | |
| CN102732936B (zh) | 一种在钢铁件上用电泳沉积法制备氧化硅陶瓷涂层的方法 | |
| WO2012091345A2 (en) | Al PLATING LAYER/AL-MG PLATING LAYER MULTI-LAYERED STRUCTURE ALLOY PLATED STEEL SHEET HAVING EXCELLENT PLATING ADHESIVENESS AND CORROSION RESISTANCE, AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME | |
| JP6295329B2 (ja) | マグネシウム−アルミニウムコーティング鋼板およびその製造方法 | |
| US20200180272A1 (en) | Alloy-coated steel sheet and manufacturing method therefor | |
| CN104465976B (zh) | 受保护的热电元件、包含所述热电元件的热电器件及其形成方法 | |
| CN101429648B (zh) | 三靶磁控共溅射制备铝-铜-铁准晶涂层的方法及其应用 | |
| JP2009001851A (ja) | 容器用鋼板とその製造方法 | |
| JP2013520575A (ja) | 蒸着アルミニウム表面のクロムフリー不動態化方法 | |
| CN103757585A (zh) | 纯镁或镁合金表面热扩散渗锌合金化方法 | |
| US8367162B2 (en) | Pretreatment method for improving antioxidation of steel T91/P91 in high temperature water vapor | |
| CN112359319B (zh) | 一种双周期耐磨抗菌和高韧性复合薄膜的制备方法 | |
| Darband et al. | Electrochemical phosphate conversion coatings: A review | |
| CN108060382A (zh) | 一种提高锌铝镁合金镀层钢板胶粘性能的方法 | |
| Yan et al. | Effects of Micro-arc Oxidation Process Parameters on Micro-structure and Properties of Al2O3 Coatings Prepared on Sintered 2024 Aluminum Alloy | |
| CN103290358A (zh) | 用于机械零部件表面耐磨损、耐腐蚀的复合涂层及制备方法 | |
| CN103805993A (zh) | 一种永磁材料的表面处理方法 | |
| EP3647464A1 (en) | Alloy-coated steel sheet and manufacturing method thereof | |
| CN104419926A (zh) | 磁体表面处理方法 | |
| CN106521466B (zh) | 利用电偶合诱导钛或钛合金表面化学转化膜的制备方法 | |
| CN101906628A (zh) | 一种磷酸盐转化溶液及其处理镁合金表面的方法 | |
| Lee et al. | Electroless Ni-P/diamond/graphene composite coatings and characterization of their wear and corrosion resistance in sodium chloride solution | |
| CN109136864A (zh) | 一种在磁钢表面真空涂覆铝锡复合涂层的方法 | |
| CN103898470B (zh) | 镁合金表面梯度复合涂层及其制备方法 | |
| CN101892484B (zh) | 镁合金表面施压工装及其处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110928 Termination date: 20121019 |