[发明专利]镁合金表面Mg17Al12涂层及其熔覆工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，尤其涉及一种镁合金表面涂层的制备方法，更具体的讲本发明涉及一种镁合金表面等离子原位反应制备Mg₁₇Al₁₂金属间化合物涂层的方法。

背景技术

镁合金因其密度小，比强度和比刚度高，电磁屏蔽性能好以及易于机械加工等优点，备受汽车工业，武器装备，航空航天，电子产品等领域的青睐。但镁合金的化学活性高，耐蚀性能差，在大气中易氧化生成疏松多孔的氧化膜，无法阻止进一步的氧化；镁合金的质地比较软，硬度较低，表面耐磨性较差，这些都大大的限制了它的广泛应用。为了获得广泛应用，一般要对镁合金的表面进行处理。

目前，对镁合金的表面处理方法很多，主要有化学转化处理，化学氧化处理，有机涂层，金属镀层，表面改性等。

表面改性技术具有对基体的热影响小，且易实现自动化的优点，因此也得到了广泛的应用。与本发明有关的技术是表面改性技术。目前，国内外可查的文献、专利中，对于表面改性的报道以比较多，以等离子束表面改性以及镁合金表面制备金属间化合物涂层的方法的报道比较少。

例如；中国专利公开号CN1629352A(申请号：200410020853.8)2005年6月22日公开了“镁合金激光表面强化修复方法”，该方法使用脉冲激光或二氧化碳激光，在大气条件下，使用氩气进行保护，对镁合金的表面进行了强化修复。

中国专利公开号CN1986841A(申请号：200610097397.6)2007年6月27日公开了“基于激光冲击强化技术提高镁合金耐蚀性的方法”，该方法在镁合金表面涂上能量吸收涂层来吸收能量，在材料表面产生一个塑性变形层，从而提高镁合金表面的耐蚀性。

中国专利公开号CN101532134A(申请号：200910074232.0)2009年9月16日公开了“一种镁铝合金表面的激光重熔增强方法”，该方法采用火焰喷涂合金粉+激光重熔的方法，对镁铝合金板，镁铝合金棒表面进行增强处理，来提高表面硬度、耐磨性、耐蚀性。

美国专利US4613386(Appl.No.：06/574.212)September 23，1986公开了“Method of making corrosion resistant magnesium and aluminumoxyalloys”，该方法在镁合金表面沉积一层铝、硅、钛、锰、锆等合金元素，然后在有氧环境下用高能脉冲激光辐照表面，在镁合金表面形成耐蚀性的合金氧化层。

以上文献报导能够在一定程度上提高镁合金的表面耐磨耐蚀性，扩展了镁合金的应用范围，但也存在不足之处：一是设备投资大，工艺繁琐，生产效率低，处理成本高；二是由于工艺和涂层材料原因，导致涂层与基体的结合性差，涂层耐腐蚀性差，因此限制了大规模的工业化应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与基体结合力强、耐腐蚀性高的镁合金表面Mg₁₇Al₁₂涂层，

本发明同时提供一种设备投资小，工艺简单，生产效率高，处理成本低，能够大规模工业化应用的镁合金表面涂层的制备方法。

为达到上述目的，本发明的镁合金表面Mg₁₇Al₁₂涂层是以Mg、Al为原料，按照质量比为Mg∶Al＝34∶27进行配比，在等离子束的作用下，发生原位反应，形成与微熔的镁合金基体表面呈冶金结合的涂层，物相组成为单相的Mg₁₇A_l2，组织形态为细密的树晶状，致密、均匀，无孔洞和裂纹。

该涂层是由以下方法制备的：在镁合金表面涂覆以Mg、Al为原料的粉末混合物，原料按照质量比为Mg∶Al＝34∶27进行配比，采用高能量密度的等离子束作为热源，对涂覆Mg、Al粉末混合物的镁合金表面扫描加热，使Mg、Al粉末混合物发生Mg+Al→Mg₁₇Al₁₂原位反应，并与微熔的镁合金表面相结合，在镁合金表面生成冶金结合的Mg₁₇Al₁₂金属间化合物涂层。

该涂层不仅与镁合金基体保持冶金结合，而且厚度可控，能有效的提高抗腐蚀能力。

该方法的详细制备方法如下：