[发明专利]镁合金轮毂冷喷铝合金的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的表面喷涂防腐技术领域，特别涉及一种镁合金轮毂冷喷铝合金的装置及方法。

背景技术

中国已成为世界汽车工业生产大国，2011年产量达到1800万辆，为了节约能源，减少废气排放，汽车工业要发展必须实现轻量化。镁合金是已知金属材料中比重较轻的一种结构材料，比钢轻3/4，比铝轻1/3，在汽车零部件中有较多的应用，如方向盘、仪表板、座椅、齿轮箱以及发动机外壳等。在运动部件上，轮毂也开始应用镁合金。如飞机上的轮毂以及赛车上的轮毂，但是通常这些轮毂的应用路况较好，使用时间较短。因此镁合金轮毂有一般的微弧氧化、电泳喷涂、喷粉、烤漆的表面处理已经能够满足要求。但由于镁合金轮毂的合金成份比较活泼，碰撞刮擦后，表面抗氧化能力差，易蚀化。为了使镁合金轮毂能适应更广泛的车型和能在更加复杂的路面上行驶，经得起沙石冲击和碰撞、刮擦，以上几种表面处理方法均难以满足要求，因为镁合金微弧氧化的厚度为0.010至0.015mm，经不起复杂路面沙石冲击、刮擦，同时也经不起大型轮胎安装时铁棒的撬动、碰撞。因此，采用以上几种镁合金轮毂的表面处理或防腐技术仅适宜于车轮在路况极佳的条件下使用，难以适应各种大型车辆的轮毂、轮胎的安装需求以及在复杂道路和路况较差的条件下行驶使用的要求。

冷喷涂技术是在镁合金表面上生成厚的铝镀膜的一种有效方法，它是通过将铝合金颗粒高速撞击基材，粒子发生纯塑性变形聚合形成的涂层，可以较好的防止镁合金材料的电腐蚀。但现有技术的镁合金基材冷喷铝合金后所形成的涂层较薄，涂层与镁合金之间的结合力较弱。另一方面，现有技术镁合金基材冷喷铝合金时，喷头的指向大多与喷涂面或喷涂点垂直，这导致铝合金颗粒在喷涂面法线方向（即垂直于喷涂面或喷涂点的方向）上的结合强度较好，而在平行于喷涂面或喷涂点方向上的结合强度较差，从而导致涂层的孔隙度较大，影响了使用寿命。公开日为2001年10月17日，公开号为CN 2454045Y的中国专利文件公开了一种超音速冷喷涂装置，主要由本体、缩放喷管、混合器、抽吸泵管和进料箱组成的超音速冷喷涂装置，借助高压常温空气A、B为载体，引射、混合和加速粉料至音速以上来完成材料表面改性。该装置利用高压气流引射涂层粉末，在主高压空气的作用下一起经缩放喷管使涂层粉末加速，使涂层粉末在超音速状态下撞击基板靶体，在常温下完成工件表面喷涂。公开日为2012年7月4日，公开号为CN102527544A的中国专利文件公开了一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置及方法, 该装置的准晶粉末送粉器和金属或合金粉末送粉器分别通过管路连至气固混合室，形成双通道送粉结构，在所述管路上分别设有准晶粉末加热器和金属或合金粉末加热器，气体加热器通过管路连接气固混合室，在气固混合室的出口处设置超音速喷嘴。气源压缩气体的一分路进入准晶粉末送粉器，一分路进入金属粉末送粉器，一分路进入加热器，气体和粉末通过气固混合室进入超音速喷嘴形成气一固双相流，气一固双相流中的固体颗粒喷射到工件表面，发生严重的塑性变形沉积于工件表面。但上述结构均存在涂层与基材之间结合不牢固，涂层较薄及涂层孔隙度较大的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术的镁合金轮毂其涂层薄，与基材结合强度低，不能适应复杂道路和路况较差的条件下行驶的问题而提供一种涂层厚，结合牢固，使镁合金轮毂表面具备了铝合金轮毂的防腐特性的镁合金轮毂冷喷铝合金的装置及方法。

本发明的第二个目的是为解决现有技术的铝合金涂层孔隙度大，容易被腐蚀，使用寿命短的问题而提供一种涂层孔隙度小、耐腐蚀性好，使用寿命长的镁合金轮毂冷喷铝合金的装置及方法。