[发明专利]镁合金表面预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镁合金表面处理方法。

背景技术

镁合金因具有低密度、高比强度和高比刚度、良好的电磁屏蔽效果等优良的综合性能，是所有结构用金属及合金材料中密度最低的，也是实现节能减排和产品轻量化的首选结构材料。镁合金的应用越来越广泛，但是镁合金耐蚀性能差成为其工程化应用的技术瓶颈，因此解决镁合金的防腐问题成为其工程化应用的关键。

由于镁合金表面形成的PBR为0.84氧化镁(MgO)的结构疏松不能形成有效的稳定保护膜。而铝合金表面形成PBR大于1的致密氧化铝(Al2O3)层，同时氧化铝层一旦受损，铝的自生作用能及时进行修复。因此镁合金表面喷涂生成一层致密的铝涂层，能有效提高镁合金基体的耐蚀性能。

镁合金工程化应用的要求日益突出，涂层防腐技术对涂层结合性能提出更高要求。影响涂层与基体结合性的因素很多，其中涂层与基体的结合方式、喷涂工艺及工艺参数影响显著。不同热喷涂工艺在镁合金表面进行喷涂纯铝层结合强度呈现不同变化特点。

国内在镁合金表面进行热喷涂纯铝层的相关研究较少。中北大学出版社于2010.06公开了孟模所著的《镁合金AZ80表面热喷涂铝的防护研究》，该文献采用了电弧和超音速火焰进行镁合金表面喷铝试验研究，对镁合金表面仅仅进行了喷砂处理，其原始喷涂态涂层平均结合强度仅为8.67MPa；通过不同塑性变形工艺改善结合性能，最大结合强度仅为9.08MPa。还可以参考中北大学学报(自然科学版)2011年第32卷第3期，孟模等所著的“热喷涂铝涂层与镁合金基体结合强度的研究”。该上述试验成功实现了镁合金表面喷铝涂层的制备，但是结合性能有待进一步提高。

为了进一步改善纯铝涂层结合性能，还需要进一步一些喷涂方式及工艺和待喷基体合金表面结构预处理方面的研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种与铝层结合力强的镁合金表面预处理方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种镁合金表面预处理方法，其特征在于包括如下步骤：

①平整化处理，镁合金圆锭端面通过机械加工，粗糙度为3.2～6.4；

②车槽加工，将经过平整化处理的镁合金圆锭端面表用丙酮或酒精擦净，采用刀尖角磨圆的55°～65°V形车刀进行端面同心V形槽加工；

③喷砂处理，对经步骤机加的V形槽进行镁屑清除，并用丙酮擦拭干净后立即进行表面喷砂处理；

④清砂处理，清除去喷砂端面上残留的石英砂，丙酮或酒精擦拭喷砂端面，将镁合金圆锭固定在喷涂操作台上。

⑤喷铝处理，喷涂过程中采用氮气或氦气吹扫喷涂面。

作为优选，步骤②中所述的V形槽的槽深为1～2mm，V形槽中心间距为1.95mm～2.81mm。

作为优选，步骤②中所述的喷砂采用石英砂作为磨料，粒度20～30目，并且，喷砂嘴到喷砂面距离100mm～150mm，喷枪轴线与表面成75°～85°角。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过结合界面进行喷砂、车槽复合粗化处理，增大结合界面粗糙度，有利于提高涂层与基体的结合力；同时通过车槽处理有利于降低涂层应力，消除涂层内部以及涂层与基体接触界面处的微裂纹，防止涂层脱落。

附图说明

图1为实施例1中镁合金车槽后的结构示意图。

图2为图1中沿A-A方向的剖视图。

图3为实施例1中镁合金处理后结合界面组织显微照片。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

(a)镁合金圆锭端面平整化处理。镁合金圆锭端面通过机械加工，粗糙度Ra要求3.2。

(b)将经过(a)处理的镁合金圆锭端面表用丙酮擦净油脂，采用a为60°的V形车刀进行端面同心V形槽加工，车刀尖角磨圆避免尖角加工。槽深H为1mm，同心V形槽中心间距d为1.95mm。见图1和图2所示，

(c)对经步骤(b)机加的V形槽进行镁屑清除，并用丙酮擦拭干净后立即进行表面喷砂处理。选用石英砂作为磨料，粒度20目，喷砂嘴到喷砂面距离100mm，喷枪轴线与表面成75°角。

(d)经过(c)步骤后，清除去喷砂端面上残留的石英砂，丙酮擦拭喷砂端面，将待喷涂镁合金基体固定在喷涂操作台上。

(e)在(d)步骤的基础上进行喷铝处理。喷涂过程中采用氮气吹扫喷涂面。

该实施例制备的样品进行组织与性能测试，镁合金处理后结合界面组织显微照片见图3所示。