CN102797008A - 金属表面的消耗性工具摩擦进动处理 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属表面的消耗性工具摩擦进动处理，具体地，金属物件的表面组分可通过沉积来自消耗性工具的不同组分的涂层材料而改造，所述工具在围绕与该表面大致成法向的轴线旋转的同时被促使压抵物件表面。由工具在所施加压力下旋转所致的摩擦加热使工具的与物件接触部分的温度增加使得其附着到和结合到镁合金物件。在实施例中，工具材料被选择为比衬底金属合金更具耐蚀性或牺牲性。在另一实施例中，工具材料被选择为与镁表面反应以形成更耐蚀的涂层或牺牲层。在另一实施例中，制孔切割工具可包含在消耗性工具中以能够实现孔与围绕的更耐蚀环形表面的制造。具有其涂层的物件的进一步处理可包括抛光、擦光或磨光所述层；和热处理以促进层组分扩散到物件组分中。

Description

金属表面的消耗性工具摩擦进动处理

技术领域

本发明涉及通过在物件表面上沉积耐蚀组分的涂层增强金属物件、特别是镁合金物件的耐蚀保护。耐蚀组分可被用作阻隔或牺牲涂层，并且可通过使用消耗性工具将工具材料传递到物件表面由摩擦进动（friction stir）处理来施加。

背景技术

多种汽车构件在传统上通过钢合金形成，并且更最近地通过铝合金形成。在许多情况下，这些构件的耐蚀性可通过施加涂层而强化，以更好地确保在腐蚀性环境中的产品寿命。涂层可以是阻隔涂层，用于将腐蚀性环境排斥于物件之外，或者是牺牲涂层，该牺牲涂层在暴露于腐蚀性环境时将先于物件腐蚀。这些涂层，可包括金属或者有机涂层，可使用多种方法施加，包括：将物件浸渍在熔化金属池中，金属喷溅，涂刷，和诸如电镀之类的各种电沉积工艺。

近年来，镁合金、特别是作为铸件，由于其相对于其它结构金属的相对低的密度而已经成为重点研究和开发的主题。然而，这样的基于镁的合金（通常包含重量百分比85％或更多的镁和诸如铝、锌、硅和锰等合金元素）在暴露于水或暴露于含水盐溶液时易于腐蚀。当镁合金与其它不易腐蚀的合金（例如常用于汽车中的钢和铝）接触时，电蚀是特别棘手的。

镁合金不是特别适合于被开发以保护钢和铝免于腐蚀的许多涂层处理，且与一些涂层处理不相容。例如，磷化处理，其意在将耐蚀磷酸盐层沉积到钢上，在一些暴露于镁合金之后将导致失效。由此，许多这些铸造镁合金物件已经用于预期不暴露于腐蚀性介质或者可很好地控制任何这种暴露的环境中。典型的应用包括：转向柱构件、仪表板梁、离合器和制动器踏板架、变速箱和壳体，等等。

大体上对于金属和合金、特别是对于镁合金而言，如果其腐蚀性能可以得到改进，例如通过施加更具耐蚀或牺牲组分的表面涂层，则可预期更宽范围的应用。然而，传统的涂层处理未证明特别适合于镁合金，并且当前可用的替代涂层技术例如火花阳极氧化（微弧、等离子体电解氧化，等等）或者热喷溅处理仅实现了有限的成功。

因此，需要一种高效且易于操作的技术以改造金属物件和特别地镁合金构件的表面组分以赋予这样的构件更耐蚀。

发明内容

本发明提供一种通过在金属合金物件的表面的至少一部分上沉积耐蚀金属涂层而增强物件的耐蚀性的方法。所述方法需要形成耐蚀材料的工具并然后将工具旋转和压抵物件表面。工具的压抵和旋转动作将在物件表面上磨蚀工具、加热工具并促使材料从工具传递到物件表面以在物件表面上沉积附着的耐蚀涂层。

在一个实施例中，当沉积的材料在强力结合到物件外不与金属物件的组分反应或合金化时，可形成本源沉积部或涂层。在另一个实施例中，沉积部或涂层可与金属物件的表面反应、合金化或扩散到金属物件的表面中以形成衍生层或沉积，其组分将包含来自工件和本源沉积部的贡献组分。应认识到，根据沉积条件、特别是沉积温度，单一的金属工具材料可以在物件上形成本源或衍生涂层。另外，特别是在复合合金系统中，可形成多于一种衍生涂层组分。

用于增强镁合金物件耐蚀性的有限数量的适合手段赋予可特别适合于这种镁合金物件的方法。适合的镁合金组分可包含重量百分比85％或更大的量的镁并结合以合金元素，例如铝、锌、硅和锰，以及少比例的常见杂质。示例性的合金包括AZ31（名义上包含3wt％的铝、1wt％的锌、其余为镁）、AZ91（名义上包含9wt％的铝、1wt％的锌、其余为镁）、AM60（名义上包含6wt％的铝、约0.4wt％的锰、其余为镁），等等。

涂层的耐蚀性能可通过两种方式提升。对于金属或合金层而言，工具材料可被选择为比下面物件的阳极性更强，使得其通过用作牺牲层并优先于物件首先腐蚀而保护物件。替代地，工具材料可被选择为比物件的阳极性弱，并通过在物件表面上形成阻隔层且避免物件与腐蚀性环境接触而保护物件。对于高阳极性的镁合金而言，常采用阻隔层涂层。

工具材料可为金属或合金。意在使工具材料软于物件使得工具材料被磨蚀到物件上。由于工具通过抵靠物件磨蚀而被至少部分地摩擦加热，因而材料从工具到物件的这种传递在升高的温度下发生，并可通过相对于工件的热性能选择具有适合热性能的工具得到便利。特别地，熔化温度（对于金属工具）或作为合金被完全固化的最低温度的固相线温度（对于合金工具）应低于物件的固相线温度，通常对于镁合金而言低于约650℃。用于在镁及其合金上沉积这种阻隔涂层的适合工具材料包括：铝、锌、锡和它们的合金，所有这些可以形成本源或衍生的沉积部。

工具可按照适合速度跨越经过物件的整个表面以向整个表面提供腐蚀保护，或者涂层可仅在所选择的表面部分上沉积或合金化。在物件表面将局部接触反应性较小的金属（其可促使电蚀）的情况下，工具的选择性应用会是优选的。在这种情况下，施加本源或衍生的沉积结构可预先阻止或最小化否则可能发生的电蚀。

摩擦进动过程可采用大致柱形的工具，所述工具围绕其柱轴线旋转并止于大致平坦或轻微弯曲的工件接触表面。当这样的旋转工具压抵工件时，在工具与工件之间在接触区域中由此产生的的摩擦将发热。适合的工具旋转速度在约1500至约10000转/分钟（rpm）的范围内，而压力优选地在300和500磅（力）之间。

在实施本发明时，采用热阻相对低的工具。随着工具被摩擦加热，工具可变软并变得更易变形。在激烈的处理条件下，例如在致使产生高热的高工具旋转速度下，可能超过工具的固相线温度或熔化温度，导致工具至少部分地熔化。软化或熔化的工具材料可传递到工件表面，并通过仅结合到工件而形成本源沉积结构，或者可通过与工件表面反应或合金化而形成衍生沉积结构。反应或合金产物可以包括低熔点化合物或共熔组分，其在处理温度下将熔化并变为流体。工具组分可根据镁合金物件的具体组分而变化。工具组分可被选择为使得：施加于工件表面的所形成的本源或衍生的涂层比未经改造的工件表面具有更大耐蚀性。

在本发明的其它实施例中，可将补充热量提供到旋转摩擦进动工具以利于将材料从工具传递到工件。

应认识到，意在选择性地加热工具，而不加热应保持接近于环境温度的工件。适合的加热方法可包括：感应加热，辐射加热，或利用可燃气体燃烧的火焰加热。在所有情况下，加热装置的构造可被选择以将最大热量引导到工具并使流到工件的热量最小。优选地，可进行非均匀的工具加热，因为材料从工具传递到工件仅发生在工具与工件接触之处。这样，适合的加热器几何形状且在需要时适当定位的挡热机构或水冷护套或类似装置可用于将热量引导到工具的工具－工件接触区域并限制热量施加到工具的其他部分。

在工具的被加热和熔化的端施加压力可使其易于变形和沿侧向膨胀。这样，优选地，可将工具的除与物件接触端以外的所有部分可滑动地约束在紧密配合鞘或中空壳体内，该紧密配合鞘或中空壳体具有的内截面形状互补于工具截面形状。在这种构造中，可以通过由壳体提供的支撑而防止工具过大变形和膨大，不过工具在压力下渐进地滑动或行进通过壳体并随工具消耗而与工件持续接合。

在进一步的实施例中，低热阻的工具可被改造以包含较小直径的钻头或其它旋转金属去除和制孔工具，例如端铣刀。制孔切割工具的旋转轴线可与工具的旋转轴线重合。较小直径的切割工具可从较大直径的低热阻的柱形摩擦进动工具突出，使得组合摩擦进动工具具有台阶柱的总体形式。台阶或台肩是低热阻工具的工件接触表面。

当这种工具行进到工件时，突出的切割工具将首先接触工件表面。在继续行进时，切割工具将在工件中切割出柱形孔，而进一步的工具行进将能够实现工具台肩与工件表面之间的接触并且将工具材料传递到围绕孔腔的环形区域。应认识到，对于碎屑去除而言，切割工具应从低热阻柱突出比工件厚度更大的距离，使得在台肩接触工件之前可形成通孔。

这样的工件构造，被表面涂层环形区域围绕的无涂覆的柱形孔腔，能够使用机械紧固件，例如钢螺栓，而不需要在螺栓头下使用隔离衬垫。如果环形区域最大直径超过最大螺栓头尺度，则钢螺栓头的下侧将接触不易腐蚀的涂覆的环面，从而可阻止电蚀。

在采用贯通的螺栓的情况下，通过工具切割的柱形孔可以在尺寸上被设置为接纳螺栓杆和通过螺母紧固的螺栓。当然，由于环形区域将仅在工件的螺栓头侧形成，因此，如果螺栓孔的此侧也暴露于腐蚀性环境，则可能需要在螺母下设置耐蚀衬垫。

在较厚工件中，如果工件的下侧不暴露于腐蚀性环境，则通孔可具有螺纹。同样地，螺栓头的下侧将通过工件的周围环形涂覆表面区域来支撑。

根据需要，具有其本源或衍生层的物件可被进一步处理。例如，层表面可被擦光或磨光以呈现出更令人满意的外观或使物件的尺度达到优选尺度。可替代地或另外地，物件可被热处理，以促使或增强在所沉积工具材料与物件组分之间的扩散和相互作用，从而形成延自本源涂层的衍生涂层或者延自先前形成的衍生涂层的备用衍生涂层。

本发明还提供如下方案：

1. 一种通过在金属合金物件表面的至少一部分上沉积耐蚀金属涂层而增强金属合金物件的耐蚀性的方法，所述方法包括：

在施加力以使工具压抵所述物件的表面的同时，旋转耐蚀材料的工具以便应用到所述金属合金物件的表面；和

从而将材料从所述工具传递到所述物件的表面，以在所述物件的表面上沉积附着的耐蚀涂层。

2. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，所述工具为具有两个端并具有柱轴线的大体柱形，并且所述工具在一端被压抵所述物件的表面的同时围绕其柱轴线旋转。

3. 如方案2所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具以在约1500和10000 rpm之间围绕其柱轴线旋转。

4. 如方案2所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述一端以在300和500磅（力）之间的压力压抵所述物件的表面。

5. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具能够滑动地容纳在具有两个端的紧密配合的中空柱形壳体内，所述工具的与物件接触的端延伸超过所述柱的端在约1和2毫米之间的距离。

6. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述层的厚度为在5和100微米之间。

7. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述耐蚀工具具有一组分，并且所述耐蚀涂层具有一组分，所述层的组分大致为所述工具的组分。

8. 如方案7所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述物件具有一组分，并且所述层的组分包括所述物件的组分和所述工具的组分。

9. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括加热所述工具。

10. 如方案9所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具通过由火焰加热、感应加热或辐射加热组成的组中的一种来加热。

11. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括使所述工具横越过所述物件的表面。

12. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具的熔点或固相线温度小于所述物件的固相线温度。

13. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具还包括制孔切割工具。

14. 如方案13所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，所述制孔切割工具在直径上小于所述柱形工具；与所述大体柱形工具大体同轴安装；并突出所述大体柱形工具的与物件接触端一段距离。

15. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述金属物件包括镁合金，所述镁合金包括重量百分比至少85％的镁。

16. 如方案15所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，所述镁合金是由AZ31、AZ91和AM60组成的组中的一种。

17. 如方案15所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，所述工具组分是由铝、锌、锡和它们的合金组成的组中的一种。

18. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括：磨光、抛光或擦光所述涂层。

19. 如方案1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括：加热所述物件及其涂层至适合温度达适合时间，以使所述涂层组分能够扩散到所述物件组分中。

20. 一种通过在镁合金物件表面的至少一部分上沉积耐蚀金属涂层而增强所述物件的耐蚀性的方法，所述镁合金物件包括重量百分比至少为85％的镁，所述方法包括：

在施加力以使耐蚀材料的工具压抵所述物件的表面的同时，以在1500和10000转/分钟之间所述工具旋转以便应用于所述镁合金物件的表面，其中所述耐蚀材料是由铝、锌、锡以及它们的合金组成的组中的一种；和

从而将材料从所述工具传递到所述物件的表面，以在所述物件的表面上沉积在5和10微米之间厚度的附着的耐蚀涂层。

附图说明

图1在截面中显示出与用于将工具材料从工具传递到工件的消耗性摩擦进动工具所接触的表面。

图2是机动车齿轮箱的立体示意图，显示出用于将工具材料沉积到箱表面一些部分上的第一摩擦进动工具和包含用于制孔的切割工具并涂覆周围区域的第二摩擦进动工具。

图3是用于涂覆折边金属片部件的被加热工具的截面图，例示出用于加热工具的辐射加热器或感应线圈的使用。

图4以大体平面图显示出通过实施本发明而沉积在AZ31镁合金片表面上的含锡补片。

图5以剖视图显示出在磨光至冶金平坦度之后图4的AZ31合金片上的含锡补片。

具体实施方式

以下对实施例的描述实际上仅为示例性的，而并不是用于限制本发明、其应用或使用。

材料可使用摩擦进动方法沉积在物件的表面上，在摩擦进动方法中，旋转工具压抵工件以产生摩擦热。可选择工具材料以防止沉积在其上的物件被腐蚀。工具是消耗性的，并常会被选择为熔点（如为纯材料）低于表面组分待被改造的物件的熔点或者固相线（solidus）温度（如为合金）低于表面组分待被改造的物件的固相线温度的材料。热将通过工具的旋转动作而产生热，工具的一些部分，通过工具的旋转动作和压紧而被促动，将传递到和结合于物件表面以形成工具材料的涂层。这样的涂层被称为本源（native）层。所述层可比物件的阳极性（anodic）强并优先地腐蚀以提供牺牲保护，或者比物件的阳极性弱并用作阻隔层从而拒绝腐蚀性介质触及物件。

所述过程特别地应用于镁合金物件，其中可被应用以在镁合金上沉积更耐蚀的阻隔层或甚至牺牲表面层。不过，由于仅有一些金属比镁及其合金的阳极性强，因而阻隔涂层更常用。在所述方法的实施例中，意在使工具组分选择成比镁物件更耐蚀并形成本源层。在另一实施例中，可使工具材料选择成与镁合金反应或扩散到镁合金中。这样的层被称为衍生层，同样意在为物件提供耐蚀保护。适合的工具材料可包括铝、锌、锡、和它们的合金。

图1例示出柱形工具10，相对于镁物件20的表面18大致沿法向取向，并围绕其中心线14沿箭头12所示方向旋转。工具10在沿箭头16方向施加并且大致对准物件20局部表面的法向的负荷P的影响下抵靠由砧体或其它适合支撑机构（未示出）支撑的镁物件20的表面18被按压。由于摩擦加热，使得工具10的一些材料沉积在镁物件20的表面上作为沉积层22。沉积层22可厚至约100微米，不过也可敷设约5微米的稍较薄涂层。工具的侧向运动（例如沿箭头24所示方向）和重新取向以能够重新大致对准表面法向，将能够实现工具材料的连续沉积。一种适合的最终形成的工具构造通过虚线显示并以10’指示，其由于将工具材料进一步添加到沉积层22而短于工具10。工具10’可围绕中心线14’沿箭头12’的方向旋转，并通过由箭头16’显示指向的负荷P而促压抵靠工件表面18。

主要源自工具10的沉积层22也可包含任何自然形成的氧化层的部分（可存在于工具10上或工件20上）以及由工件20所贡献的一些材料。不过，沉积层常常是本源层，工件材料的存在量将仅足以在工件材料与工具材料之间在其界面处形成稳健结合。

实施本发明的适合镁合金包括：通常可用作锻造产品主要是片产品的合金和可用于铸造产品通常为压铸件产品的合金。这些合金典型地将包含重量百分比85％或更高的镁，并结合以一种或多种合金元素（包括铝、锌、硅和锰），每种元素的重量百分比最高至10％的量，还具有少量的杂质元素。示例性合金包括：AZ31、AZ91、AM 60，等等。

还可选择工具材料和处理条件以与镁形成合金。这最容易地通过以下方式实现：采用在与镁形成合金时形成相对仅工具组分的低熔点组分的工具材料，和在升高的温度下操作所述过程。所述升高的温度可由于激烈的处理条件所致，例如，10,000 rpm或更大的极高的工具旋转速度，或者通过对工具进行外部加热。在这些条件下，随着工具材料与镁合金物件相互作用，所形成的较低熔点组分将熔化并在工具与工件之间形成熔化层。随着工具经过工件，熔化层将促进扩散和持续合金化，并由此有助于形成组分大致均匀的衍生铺设涂层。

适合的工具组分包括铝、锌、锡或它们的合金，所有这些形成低熔点共熔组分和/或低熔点化合物。

图2显示出可能的镁合金应用，一种用于四轮驱动车辆并包括大体平坦的表面40和抬升的凸部76的变速箱50。图2进一步例示出本发明的两种摩擦进动工具实施例应用于这种镁合金物件。工具30与图1中所示工具大致相同，随着工具30围绕中心线32沿箭头36的方向旋转，工具30通过沿箭头34的方向指向的负荷P’而压抵变速箱50的表面40。工具30经过路径38，并在尺寸上设置为使得：由工具30在沿路径38的任何支段42、44、46、48和52通行的过程中沉积的材料的宽度将延伸到在沿相邻支段通行的过程中形成的沉积。也就是说，在工具沿支段46通行的过程中铺设的工具材料的宽度的边缘将延伸到至少以最低程度覆盖由工具30在其沿支段44和48通行的过程中铺设的材料的边缘。

在图2中还显示出，工具60具有由低耐热材料制成并采取中空柱的形式的主体62，主体62围绕并大体同轴于切割工具64，切割工具64在此以非限制性示例方式显示为钻头。切割工具60通过沿箭头66指向的负荷P”被促使压抵变速箱50，并围绕中心线68沿由箭头70指示的方向旋转。

工具60在将耐蚀涂层沉积到凸部表面72上时特别地适合于凸部76中的切割孔74。当抵靠变速箱50首次行进时，工具64的端部将接合凸部76，凸部76可包含或不包含一内部铸造孔。在继续行进时，工具64将切割孔74和/或修整孔74的尺寸，且在工具台肩78接合凸部表面72之前穿破箱壁。工具60的更进一步的行进将形成在工具台肩78与凸部表面72之间摩擦性接触，从而实现工具（台肩）材料62向凸部表面的传递以及可能的合金化，类似于工具30与表面40的相互作用所致的结果。

图3例示出本发明的第三实施例。由从两个薄片即外板80和内板88制造的法兰接头组成的工件90显示为位于砧体84与摩擦进动涂覆工具86之间。如前所述，工具86意在围绕其中心线（未示出）旋转并在朝向支持砧体84指向而施加的负荷下被促使抵靠工件90。在此实施例中，工具86被可滑动地容纳在紧密配合的壳体100中，壳体100为细长的薄壁金属鞘，在两端开放，具有在形状和尺寸上与工具86的外表面互补的内开口。例如，如果工具86是柱形，则壳体100可为中空柱，并且内直径略大于工具柱的直径，使得工具可容易地插入在一端上并然后滑过壳体的长度以接合工件。当工具86被促使与工件接触时，壳体100的端102可被保持成与工件90相距大体小的预设距离如1-2毫米。这样，壳体100可控制或限制工具86的与工件接触端104的任何墩粗，由此限制工具的端104在工具8被促使与工件接触而进行处理的过程中的任何沿侧向膨胀或膨大的趋势。

工件90可例如为门卷边，其中外板80是铝合金而内板88是镁合金片或薄壁镁压铸件。这种材料组合在暴露于湿气或含水道路盐溶液时可能导致镁合金的电蚀。腐蚀的这种可能性在来自工具86的工具材料98被应用以覆盖外板80中形成的卷边法兰的边缘96时可得到减小。沉积的工具材料98还可在边缘96的任一侧上延伸一些侧向距离，从而其覆盖内板88和外板80的一部分。通过适合选择工具材料以减少在镁合金与工具覆盖部98之间的腐蚀可能性，镁合金内板88的电蚀可被最小化。类似地，通过使镁与铝分开一段距离，还可减小镁－铝电蚀作用的机会。

选择性地加热工具86，特别是加热工具86的与工件接触的表面，可用于促进材料从工具86的传递及其在工件表面上的沉积。可使用多种加热方法，包括火焰加热和红外加热灯，不过图3中包括用于选择性加热工具86的两种代表性方法。一种方法是使用电加热套92，其与旋转柱形工具86的直径紧密相符并能够实现对工具86的辐射加热。可替代的方法是通过使高频交流电流通过（水冷）线圈94（以虚线显示）而进行感应加热。虽然为了清楚而图示为与工具86分开一段距离，不过优选地是，类似于加热套92，线圈94将与工具86紧密地隔开。通过适当选择线圈构造和频率，可在工具与线圈之间实现适合联接以实现所希望的温度轮廓。

应理解，待传递材料仅来自与工件接触的工具部分，使得加热可仅限于工具的与工件接触的区域。这样的局部加热可通过对加热器几何形状的控制来实现，例如在感应线圈90的情况下通过改变线圈与线圈的间隔和布置而实现。替代地，隔离、反射或水冷的挡热结构（未示出）可选择性地介于加热器与工具之间以促进所希望的温度轮廓。

这样的加热对于所有工具材料可被应用，不过在工具材料的固相线温度或熔点与工件的固相线温度或熔点相当或者更高时会最有用。通常，金属和合金的强度取决于它们的一致温度，也就是说，实际温度与其固相线温度（均以开示温标表示）的比率。高固相线温度的合金因而将比低固相线温度的材料使其强度保持到更高的测量温度。

对于工具材料沉积到工件上，工具的与工件接触的部分应足够软而使得：材料可通过与较硬工件接触而被磨蚀或以其它方式从工具去除。因此，如果工具相对于工件是具有更高熔点的金属或者具有更高固相线温度的合金，如果二者均保持在相同温度下，则工具比工件可能更硬并且工具沉积将不会发生。选择性地加热工具、特别是与工件接触的工具部分，能够实现比镁合金工件更高固相线温度的工具材料的沉积。

作为这种过程的示例性的、非限制性的示例，锡涂层可被局部施加于AZ31（名义上3wt％的铝和1wt％的锌）镁合金片物件。使围绕其柱轴线以3000rpm旋转的商业级纯度的锡柱形棒的一端与AZ31物件表面形成接触，并在与所述表面接触但在最小负荷之下保持约45秒。然后通过施加沿柱轴线施加的负荷将棒以步进方式递增地行进到AZ1物件表面。这继续直到所施加负荷增加到约380磅（力），此时工具缩回并与所述表面脱离接合。

图4以大体平面图显示出在实施上述过程之后铺设在AZ31片20’（图5）的表面18’上的本源沉积部22’，而图5显示出在磨光至冶金级平整度之后获得的本源沉积部22’和工件20’的剖视图。沉积部22’具有大致均匀的厚度且约为100微米厚。

在前述示例中使用的处理参数意在例示而非限制。例如，预计一些益处可源于使用较高旋转速度以增大发热速率。具有其附着的本源沉积部22’的工件20’可进一步被处理以增强其特性。进一步的处理步骤可包括：磨光（polishing）、抛光（buffing）或擦光（burnishing）沉积部22’以呈现更令人满意的外观或者控制目前所涂覆物件20’的尺度。替代地，物件20’可被加热到适合温度以促进扩散，使得本源沉积部22’可与物件20’反应并转变为衍生沉积部。在复合合金系统中，所沉积的衍生沉积部可通过随后的热处理被转变为备用的（alternate）衍生沉积部。

虽然已经通过示例描述了本发明的优选实施例，不过这些示例不是用于限制本发明的范围。

Claims (10)

1. 一种通过在金属合金物件表面的至少一部分上沉积耐蚀金属涂层而增强金属合金物件的耐蚀性的方法，所述方法包括：

在施加力以使工具压抵所述物件的表面的同时，旋转耐蚀材料的工具以便应用到所述金属合金物件的表面；和

从而将材料从所述工具传递到所述物件的表面，以在所述物件的表面上沉积附着的耐蚀涂层。

2. 如权利要求2所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述一端以在300和500磅（力）之间的压力压抵所述物件的表面。

3. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具能够滑动地容纳在具有两个端的紧密配合的中空柱形壳体内，所述工具的与物件接触的端延伸超过所述柱的端在约1和2毫米之间的距离。

4. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述耐蚀工具具有一组分，并且所述耐蚀涂层具有一组分，所述物件具有一组分，所述层的组分包括所述物件的组分和所述工具的组分。

5. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括加热所述工具。

6. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述工具还包括制孔切割工具。

7. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，其中，

所述金属物件包括镁合金，所述镁合金包括重量百分比至少85％的镁。

8. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括：磨光、抛光或擦光所述涂层。

9. 如权利要求1所述的增强金属合金物件的耐蚀性的方法，还包括：加热所述物件及其涂层至适合温度达适合时间，以使所述涂层组分能够扩散到所述物件组分中。

10. 一种通过在镁合金物件表面的至少一部分上沉积耐蚀金属涂层而增强所述物件的耐蚀性的方法，所述镁合金物件包括重量百分比至少为85％的镁，所述方法包括：

在施加力以使耐蚀材料的工具压抵所述物件的表面的同时，以在1500和10000转/分钟之间所述工具旋转以便应用于所述镁合金物件的表面，其中所述耐蚀材料是由铝、锌、锡以及它们的合金组成的组中的一种；和

从而将材料从所述工具传递到所述物件的表面，以在所述物件的表面上沉积在5和10微米之间厚度的附着的耐蚀涂层。

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