CN114713481A - 耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法。该带有多级防护涂层的镁合金包括：镁合金基底，以及多级防护涂层，多级防护涂层包括：设置于镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，设置于镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层，和设置于环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。该带有多级防护涂层的镁合金有效地结合了微弧氧化层的优良附着性和有机涂层的优良防腐效果。该带有多级防护涂层的镁合金的制备方法价格便宜、工艺简单、适合大面积、大规模的镁合金处理，适合大面积工业化的推广。该带有多级防护涂层的镁合金的特点是附着力好，表现出优异的耐盐雾性能，耐中性盐雾实验可大于1000小时，可以应用于汽车工业、航空工业中。

Description

耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及镁合金表面处理技术领域，具体而言，涉及一种高耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法。
背景技术
镁是一种重要的绿色轻质金属材料(密度为1.74g/cm3)，镁合金是以镁为基础加入其他元素组成的合金。随着节能减排和环境保护的需求，镁合金材料具有高比强度、好的减震性、镁矿产资源丰富和可循环利用等优点。这些优点使镁合金在汽车工业、航空工业等领域具有广阔的应用前景。发展高强度、高塑性镁合金材料的同时，提高耐蚀性是扩大镁合金材料实际应用的重要策略。
镁的标准电极电势较负，其值为-2.37V(相比于标准氢电极(NHE))，比铁低大约2V，比铝低大约0.7V。镁的化学活性较高，非常容易腐蚀。目前，提高镁合金材料的耐腐蚀性的方法主要有两种：一种是镁合金材料中加入合金元素，从材料自身改进镁合金的耐腐蚀性；二是采用表面防护技术，常见的技术有化学转化、阳极氧化、微弧氧化、电镀、化学镀、有机涂层等，这主要是通过在镁合金表面生成保护层，从而隔离镁合金材料和腐蚀介质，这能够有效地提高镁合金材料的耐腐蚀性能。从目前的研究和现状来看，单一的镁合金表面处理涂层难以使变形镁合金(如AZ31等)的耐中性盐雾实验达到1000小时以上。换言之，微弧氧化膜或有机涂层不适合单独用作防腐膜。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高耐蚀的带有多级防护涂层的镁合金及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种带有多级防护涂层的镁合金，包括：镁合金基底，以及多级防护涂层，多级防护涂层包括：
-设置于镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，
-设置于镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层，和
-设置于环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。
进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，镁合金微弧氧化层具有大约5μm～大约20μm的厚度，环氧底漆层具有大约10μm～大约30μm的厚度，并且聚氨酯面漆层具有大约10μm～大约50μm的厚度。
进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，镁合金基底选自由以下组成的组：AZ21系列镁合金、AZ31系列镁合金、AZ91系列镁合金和ZE41系列镁合金。
进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，带有多级防护涂层的镁合金根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于大约1000小时，优选大于大约1100小时，最优选大于大约1200小时。
进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金中，带有多级防护涂层的镁合金采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价，生锈达10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价，剥落达0级。
根据本发明的另一方面，提供了一种带有多级防护涂层的镁合金制备方法，包括以下步骤：
-镁合金基底的预处理，包括打磨镁合金基底，对经打磨的镁合金基底依次进行酸洗、纯洗处理，以获得预处理的镁合金基底；
-对预处理的镁合金基底进行微弧氧化以获得镁合金微弧氧化层；
-在镁合金微弧氧化层的表面上形成环氧底漆层；以及
-在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层。
进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金制备方法中，镁合金基底的预处理包括：
-用水砂纸由粗到细200#、400#、600#、800#、1000#、1200#打磨镁合金基底，以去除边角的毛刺，以获得经初磨的镁合金基底；
-采用砂纸或砂轮由粗到细打磨经初磨的镁合金基底，直到经初磨的镁合金基底的表面光滑，以获得经打磨的镁合金基底；以及
-将经打磨的镁合金基底用pH＝大约0.5～大约2的酸进行酸洗、纯水洗涤，以获得预处理的镁合金基底。
进一步地，在上述带有多级防护涂层的镁合金制备方法中，进一步包括在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层之前对环氧底漆层进行打毛处理。
根据本发明的又一方面，提供了一种上述带有多级防护涂层的镁合金制备方法生产的带有多级防护涂层的镁合金。
应用本发明的技术方案，成功将镁合金根据ASTM B117-16中性盐雾实验时间提升到了1000h以上，采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达到10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价，生锈达到10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达到0级，根据ISO4628-5(2016)标准评价，剥落达到0级。
附图说明
构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例1制备的三个样品在中性盐雾实验前的表面形貌，其中每个样品包括聚氨酯面漆/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图2示出了根据本发明的实施例1制备的三个样品在进行非划线法中性盐雾实验1000小时时的表面形貌，其中每个样品包括聚氨酯面漆/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图3示出了根据本发明的实施例1制备的三个样品在进行划线法中性盐雾实验1000小时时的表面形貌，其中每个样品包括聚氨酯面漆/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图4示出了根据本发明的实施例2制备的三个样品在中性盐雾实验前的表面形貌，其中每个样品包括聚氨酯面漆/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图5示出了根据本发明的实施例2制备的三个样品在进行非划线法中性盐雾实验1200小时时的表面形貌，其中每个样品包括聚氨酯面漆/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图6示出了根据本发明的实施例2制备的三个样品在进行划线法中性盐雾实验1200小时时的表面形貌，其中每个样品包括聚氨酯面漆/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图7示出了根据比较制备实施例1制备的三个样品在中性盐雾实验前的表面形貌，其中每个样品包括环氧底漆/微弧氧化层/AZ21。
图8示出了根据比较制备实施例1制备的三个样品在进行非划线法中性盐雾实验192小时时的表面形貌，其中每个样品包括环氧底漆/微弧氧化层/AZ21，并且用椭圆形指明了腐蚀部分。
图9示出了根据比较制备实施例1制备的三个样品在进行划线法中性盐雾实验192小时时的表面形貌，其中每个样品包括环氧底漆/微弧氧化层/AZ21，并且用椭圆形指明了腐蚀部分。
图10示出了根据比较制备实施例2制备的三个样品在中性盐雾实验前的表面形貌，其中每个样品包括微弧氧化层/AZ21。
图11示出了根据比较制备实施例2制备的三个样品在进行非划线法中性盐雾实验96小时时的表面形貌，其中每个样品包括微弧氧化层/AZ21，并且用椭圆形指明了腐蚀部分。
图12示出了根据比较制备实施例2制备的三个样品在进行划线法中性盐雾实验96小时时的表面形貌，其中每个样品包括微弧氧化层/AZ21，并且用椭圆形指明了腐蚀部分。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明，以下针对本申请的详细说明并不构成对本申请权利要求保护范围的限制。
针对背景技术中所提及的现有技术中存在的不足，本发明将微弧氧化层和环氧底漆层以及聚氨酯面漆层相结合来处理镁合金表面以形成多级防护涂层，从而提供一种适合大规模、大面积的工业化生产的带有多级防护涂层的镁合金。
根据本发明的一种带有多级防护涂层的镁合金，其中多级防护涂层包括设置于镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，设置于镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层和设置于环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。
本发明的发明人创新性地提出了带有多级防护涂层的镁合金，其中多级防护涂层包括微弧氧化层、环氧底漆层以及聚氨酯面漆层，用环氧底漆层和聚氨酯面漆层的良好的致密度弥补微弧氧化层的多孔性，用微弧氧化层的良好附着性解决有机涂层底漆附着性差的问题。
另外，本发明创新性地提出了以环氧树脂作为微弧氧化层上的底漆层以及聚氨酯作为面漆层，这成功地将镁合金根据ASTM B117-16中性盐雾实验时间提升至大于1000h，使得镁合金在本体系环境下的耐腐蚀效果近似甚至优于铝合金。
在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种带有多级防护涂层的镁合金，包括：镁合金基底，以及多级防护涂层，多级防护涂层包括：
-设置于镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，
-设置于镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层，和
-设置于环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金中，环氧底漆层和聚氨酯面漆层的良好致密度弥补了微弧氧化层的多孔性，同时微弧氧化层的良好附着性弥补了有机涂层底漆的较差结合力，从而通过在镁合金基底上包括镁合金微弧氧化层、环氧底漆层和聚氨酯面漆层的多级防护涂层，使得镁合金根据ASTM B117-16中性盐雾实验时间提升到了1000h以上，采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达到10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价，生锈达到10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达到0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价，剥落达到0级。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金中，镁合金微弧氧化层具有大约5μm～大约20μm的厚度，环氧底漆层具有大约10μm～大约30μm的厚度，并且聚氨酯面漆层具有大约10μm～大约50μm的厚度。镁合金微弧氧化层、环氧底漆层和聚氨酯面漆层的厚度选择受预期使用寿命、表面处理和外部腐蚀等因素的影响。为了更好地起到抗腐蚀作用以及更好地增强涂层的附着力，优选从以上范围选择镁合金微弧氧化层、环氧底漆层和聚氨酯面漆层的厚度。
在镁合金微弧氧化过程中，随着膜层厚度的增大，镁合金微弧氧化层的组织形貌会逐渐出现沙化层，而沙化层对镁合金的保护作用是非常有限的。因此，为了使镁合金微弧氧化层与镁合金基底的结合强度较高，从而更好地附着到该基底上，优选使用厚度为大约5μm～大约20μm的镁合金微弧氧化层。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金中，所使用的镁合金基底可以是本领域技术人员熟知的任何系列的镁合金。为了方便且经济，例如，镁合金基底可以选自由以下组成的组：AZ21系列镁合金、AZ31系列镁合金、AZ91系列镁合金和ZE41系列镁合金。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金中，带有多级防护涂层的镁合金根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于大约1000小时，优选大于大约1100小时，最优选大于大约1200小时。可见，根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金实现了优异的耐腐蚀作用。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金中，带有多级防护涂层的镁合金，根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于大约1000小时，优选大于大约1100小时，最优选大于大约1200小时后，采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达10级，根据ASTMD1654-08(2016)标准评价，生锈达10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价，剥落达0级。可见，根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金实现了优异的耐腐蚀作用。
在本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种带有多级防护涂层的镁合金制备方法，包括以下步骤：
-镁合金基底的预处理，包括打磨镁合金基底，对经打磨的镁合金基底依次进行酸洗、水洗处理，以获得预处理的镁合金基底；
-对预处理的镁合金基底进行微弧氧化以获得镁合金微弧氧化层；
-在镁合金微弧氧化层的表面上形成环氧底漆层；以及
-在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层。
通过根据本发明的镁合金制备方法制备的带有多级防护涂层的镁合金与镁合金基底具有优异的附着力同时实现了很好的耐腐蚀作用。
为了使镁合金基底上镁合金微弧氧化层与该基底的结合强度较高，优选对镁合金基底表面进行打磨，以除去粘附杂质等表面异物的同时，还可以打磨掉其表面的毛刺，降低表面粗糙度。因此，在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金制备方法中，镁合金基底的预处理包括：
-用水砂纸由粗到细200#、400#、600#、800#、1000#、1200#打磨镁合金基底，以去除边角的毛刺，以获得经初磨的镁合金基底；
-采用砂纸或砂轮由粗到细打磨经初磨的镁合金基底，直到经初磨的镁合金基底的表面光滑，以获得经打磨的镁合金基底；以及
-将经打磨的镁合金基底用pH＝大约0.5～大约2的酸进行酸洗、纯水洗涤，以获得预处理的镁合金基底。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金制备方法中，可以使用任何适用于在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层的聚氨酯和固化剂，只要其对形成的聚氨酯面漆层不会产生不利的影响即可。例如，聚氨酯面漆层可以选自含羟基的聚酯为树脂以及固化剂可以选自多异氰酸酯和多元醇的加成物。
在根据本发明的带有多级防护涂层的镁合金制备方法中，进一步包括在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层之前对环氧底漆层进行打毛处理，从而使得环氧底漆层更加光滑，以进一步增强环氧底漆层与聚氨酯面漆层的结合。
根据本发明的又一方面，提供了一种上述带有多级防护涂层的镁合金制备方法生产的带有多级防护涂层的镁合金。该合金根据ASTM B117-16中性盐雾实验时间可大于大约1000小时，采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达到10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价，生锈达到10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达到0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价，剥落达到0级。
根据本发明的方法操作与现有镁合金表面处理方法相比，操作简单，适合大规模、大面积的镁合金材料表面处理，所制备的具有镁合金微弧氧化层-环氧底漆层-聚氨酯面漆层多级防护涂层的镁合金具有附着力好，良好的外观形貌，表现出较好的耐腐蚀性，耐中性盐雾实验(ASTM B117-16)大于大约1000小时，可以超越目前多数镁合金表面涂层的耐腐蚀性能。
实施例
制备实施例1
镁合金基底的预处理：
首先，将尺寸为150mm*100mm*5mm的长方形薄片状的AZ21系列镁合金基底先用水砂纸由粗到细200#、400#、600#、800#、1000#、1200#打磨，以去除边角的毛刺，以获得经初磨的镁合金基底，紧接着采用砂纸或砂轮由粗到细打磨经初磨的镁合金基底，直到经初磨的镁合金基底的表面光滑，以获得经打磨的镁合金基底。
然后，采用含每升溶液中含10ml浓硝酸+2.5ml浓硫酸的酸洗液((10ml硝酸+2.5ml硫酸)/L溶液)，对经打磨的镁合金基底进行清洗，以除去表面氧化层，获取清洁表面，再用纯水清洗45秒并干燥，以获得预处理的镁合金基底。
镁合金微弧氧化层的制备：
将9g硅酸钠、10g氢氧化钠和10g氟化钠加入大约900mL去离子水中，经搅拌充分溶解并分散后，补充适量的去离子水制成1L的微弧氧化液。
将以上制备的经预处理的镁合金基底浸入该微弧氧化液中，采用搅拌和冷却装置，将溶液温度控制在25(±3)℃，使用正脉冲电流，电流密度为0.6A/dm2，频率为800Hz、占空比为30％，氧化时间为15分钟，以获得镁合金微弧氧化层，镁合金微弧氧化层的厚度为7-10μm。然后，将镁合金微弧氧化层用去离子水进行洗涤，之后100℃烘干15min。
环氧底漆层的制备：
将环氧底漆(环氧树脂：稀释剂：固化剂(重量比)＝1:1:0.5混合均匀)喷涂于以上制备的镁合金微弧氧化层的表面，并在60℃干燥60分钟，以在镁合金微弧氧化层的表面上形成环氧底漆层，环氧底漆层的厚度为17-20μm，然后对环氧底漆层进行打毛处理。
聚氨酯面漆层的制备：
将聚氨酯面漆(聚氨酯树脂：固化剂(重量比)＝3:1混合均匀)喷涂于以上制备的环氧底漆层的表面，并在60℃的温度下干燥120分钟，以在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层I，聚氨酯面漆层的厚度为28-32μm，从而形成带有多级防护涂层的镁合金。
制备实施例2
除了聚氨酯面漆层的制备时使用的聚氨酯面漆(聚氨酯树脂：固化剂：稀释剂(重量比)＝7:1:3)之外，制备实施例2的制备过程与制备实施例1相同。
聚氨酯面漆层的制备：
将聚氨酯面漆(聚氨酯树脂：固化剂：稀释剂(重量比)＝7:1:3)喷涂于以上制备的环氧底漆层的表面，并在70℃的温度下干燥120分钟，以在环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层II，聚氨酯面漆层II的厚度为12-15μm，从而形成带有多级防护涂层的镁合金。
比较制备实施例1
除了没有制备聚氨酯面漆层之外，比较制备实施例1的制备过程与制备实施例1相同。
比较制备实施例2
除了没有制备聚氨酯面漆层和环氧底漆层之外，比较制备实施例2的制备过程与制备实施例1相同。
制备实施例1制备的带有多级防护涂层的镁合金的表征
将制备实施例1中获得的带有多级防护涂层的镁合金：聚氨酯面漆I/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验。
其中，根据本发明的实施例1的聚氨酯面漆I/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在中性盐雾实验前的表面形貌如图1所示；根据本发明的实施例1的聚氨酯面漆I/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法中性盐雾实验1000小时时的表面形貌如图2所示；根据本发明的实施例1的聚氨酯面漆I/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行划线法中性盐雾实验1000小时时的表面形貌如图3所示。从图1至图3中可以看出，根据本发明的实施例1的聚氨酯面漆I/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法中性盐雾实验1000小时时(图2)和划线法中性盐雾实验1000小时时(图3)的表观形貌没有腐蚀，说明该样品表现出较好的耐腐蚀性能：两者均无起泡现象；肉眼未观察到试样生锈以及腐蚀；未见涂层开裂现象；未见涂层剥落现象，在划线试板上(图3)，未观察到划线处出现侵蚀现象或损失的涂层。
对以上根据本发明的实施例1的聚氨酯面漆I/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法和划线法中性盐雾实验1000小时时的表面均采用ASTM D1654-08(2016)标准评价起泡达10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价生锈达10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价剥落达0级，根据ISO 4628-8(2016)标准评价腐蚀宽度0mm。
制备实施例2制备的带有多级防护涂层的镁合金的表征
将制备实施例2中获得的带有多级防护涂层的镁合金：聚氨酯面漆II/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验。其中，根据本发明的实施例2的聚氨酯面漆II/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在中性盐雾实验前的表面形貌如图4所示；根据本发明的实施例2的聚氨酯面漆II/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法中性盐雾实验1200小时时的表面形貌如图5所示；根据本发明的实施例2的聚氨酯面漆II/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行划线法中性盐雾实验1200小时时的形貌如图6所示。从图4至图6中可以看出，根据本发明的实施例2的聚氨酯面漆II/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法中性盐雾实验1200小时时(图5)和划线法中性盐雾实验1200小时时(图6)的表观形貌没有腐蚀，说明该样品表现出较好的耐腐蚀性能：两者均无起泡现象；肉眼未观察到试样生锈以及腐蚀；未见涂层开裂现象；未见涂层剥落现象；在划线试板上(图6)，未观察到划线处出现侵蚀现象或损失的涂层。
对以上根据本发明的实施例2的聚氨酯面漆II/环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法和划线法中性盐雾实验1200小时时的表面均采用ASTM D1654-08(2016)标准评价起泡达10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价生锈达10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价剥落达0级，根据ISO 4628-8(2016)标准评价腐蚀宽度0mm。
比较制备实施例1制备的带有多级防护涂层的镁合金的表征
将比较制备实施例1中获得的带有多级防护涂层的镁合金：环氧底漆/微弧氧化层/AZ21根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验。根据比较制备实施例1的环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行中性盐雾实验前、非划线法中性盐雾实验192小时、划线法中性盐雾实验192小时的表面形貌分别如图7、8和9所示。从图7至图9中可以看出，与根据比较制备实施例1的环氧底漆/微弧氧化层/AZ21进行中性盐雾实验前的表面形貌(图7)相比，根据比较制备实施例1的环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法中性盐雾实验192小时时(图8)和划线法中性盐雾实验192小时时(图9)的表观形貌出现了黑点，涂层有一定程度变色现象；同时在试板上也观察到有腐蚀现象：两者均无起泡现象；肉眼可观察到试样生锈白斑的表面积大于试板面积的0.01％～0.03％，存在微小腐蚀现象；未见涂层开裂现象；未见涂层剥落现象；在划线试板上(图9)，未观察到划线处出现侵蚀现象或损失的涂层。对以上根据比较制备实施例1的环氧底漆/微弧氧化层/AZ21在进行非划线法和划线法中性盐雾实验192小时时的表面均采用ASTM D1654-08(2016)标准评价起泡达10级，根据ASTM D1654-08(2016)标准评价生锈达9级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价剥落达0级，根据ISO 4628-8(2016)标准评价腐蚀宽度0mm。
比较制备实施例2制备的带有多级防护涂层的镁合金的表征
将比较制备实施例2中获得的带有多级防护涂层的镁合金：微弧氧化层/AZ21根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验。根据比较制备实施例2的微弧氧化层/AZ21在进行中性盐雾实验前、非划线法中性盐雾实验96小时、划线法中性盐雾实验96小时的表面形貌分别如图10、11和12所示。从图10至图12中可以看出，与根据比较制备实施例2的微弧氧化层/AZ21进行中性盐雾实验前的表面形貌(图10)相比，根据比较制备实施例2的微弧氧化层/AZ21在进行非划线法中性盐雾实验96小时时(图11)和划线法中性盐雾实验96小时时(图12)的表观形貌出现了大面积变黑，涂层有变色现象；同时在试板上也观察到有明显腐蚀：两者均无起泡现象；肉眼可观察到试样生锈白斑的面积大于试板表面积的0.03％～0.1％，存在腐蚀现象；未见涂层开裂现象；未见涂层剥落现象；在划线试板上(图12)，未观察到划线处出现侵蚀现象或损失的涂层。
对以上根据比较制备实施例2的微弧氧化层/AZ21在进行非划线法和划线法中性盐雾实验96小时时的表面均采用ASTM D1654-08(2016)标准评价起泡达10级，根据ASTMD1654-08(2016)标准评价生锈达8级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价开裂达0级，根据ISO4628-5(2016)标准评价剥落达0级，根据ISO 4628-8(2016)标准评价腐蚀宽度0mm。
从以上的描述中，可以看出，根据本发明上述的实施例制备的带有多级防护涂层的镁合金实现了如下技术效果：所制备的具有镁合金微弧氧化层-环氧底漆层-聚氨酯面漆层多级防护涂层的镁合金具有附着力好，良好的外观形貌，表现出较好的耐腐蚀性，耐中性盐雾实验(ASTM B117-16)大于1000小时，可以超越目前多数镁合金表面涂层的耐腐蚀性能。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，包括：
镁合金基底，以及
多级防护涂层，所述多级防护涂层包括：
-设置于所述镁合金基底的表面上的镁合金微弧氧化层，
-设置于所述镁合金微弧氧化层的表面上的环氧底漆层，和
-设置于所述环氧底漆层的表面上的聚氨酯面漆层。
2.根据权利要求1所述的带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，所述镁合金微弧氧化层具有5～20μm的厚度，所述环氧底漆层具有10～30μm的厚度，并且所述聚氨酯面漆层具有10～50μm的厚度。
3.根据权利要求1所述的带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，所述镁合金基底选自由以下组成的组：AZ21系列镁合金、AZ31系列镁合金、AZ91系列镁合金和ZE41系列镁合金。
4.根据权利要求1所述的带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，所述带有多级防护涂层的镁合金根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于1000小时。
5.根据权利要求1所述的带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，所述带有多级防护涂层的镁合金根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于1100小时。
6.根据权利要求1所述的带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，所述带有多级防护涂层的镁合金根据ASTM B117-16进行中性盐雾实验时间大于1200小时。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的带有多级防护涂层的镁合金，其特征在于，所述带有多级防护涂层的镁合金采用ASTM D1654-08(2016)标准评价，起泡达10级，根据ASTMD1654-08(2016)标准评价，生锈达10级，根据ISO 4628-4(2016)标准评价，开裂达0级，根据ISO 4628-5(2016)标准评价，剥落达0级。
8.一种带有多级防护涂层的镁合金制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
-镁合金基底的预处理，包括打磨镁合金基底，对经打磨的镁合金基底依次进行酸洗、水洗处理，以获得预处理的镁合金基底；
-对所述预处理的镁合金基底进行微弧氧化以获得镁合金微弧氧化层；
-在所述镁合金微弧氧化层的表面上形成环氧底漆层；以及
-在所述环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层。
9.根据权利要求8所述的带有多级防护涂层的镁合金制备方法，其特征在于，所述镁合金基底的预处理包括：
-用水砂纸由粗到细200#、400#、600#、800#、1000#、1200#打磨所述镁合金基底，以去除边角的毛刺，以获得经初磨的镁合金基底；
-采用砂纸或砂轮由粗到细打磨所述经初磨的镁合金基底，直到所述经初磨的镁合金基底的表面光滑，以获得所述经打磨的镁合金基底；以及
-将所述经打磨的镁合金基底用pH＝0.5～2的酸进行酸洗、纯水洗涤，以获得所述预处理的镁合金基底。
10.根据权利要求9所述的带有多级防护涂层的镁合金制备方法，其特征在于，进一步包括在所述环氧底漆层的表面上形成聚氨酯面漆层之前对所述环氧底漆层进行打毛处理。
11.一种根据权利要求8-10中任一项所述的带有多级防护涂层的镁合金制备方法生产的带有多级防护涂层的镁合金。
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