[发明专利]一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料及使用方法

说明书

本发明提供了一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料及使用方法，该涂料由涂料A和涂料B组成，其中涂料A包括Al(H₂PO₄)₃和纯水，涂料B包括Mg(H₂PO₄)₂、纯水和Al₂O₃粉末；该涂料的使用步骤如下：1)配制涂料A和涂料B：2)将铸造铝合金样品放置于碱性溶液中碱洗，之后用纯水清洗，最后自然干燥后备用；3)在干燥后的铸造铝合金表面涂覆涂料A，阴干后涂覆涂料B，之后置于水蒸汽环境中，得到表面具有复合涂层的铸造铝合金，本发明在铝合金表面形成复合涂层，提高合金的表面耐腐蚀性能和抗磨损性能；该技术处理温度低于通常铸造铝合金时效热处理温度，可作为最终处理工艺应用于产品生产。

技术领域：

本发明涉及一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料及使用方法，属于铝合金表面处理技术领域。

背景技术：

铝是地壳中含量最多的金属元素，占地壳总重量的7.45％。铝及其合金是目前使用量最多的有色金属之一，跟同样广泛使用的钢铁相比，铝的密度较小，只有铸铁的1/3，比强度高，导电、导热性优良，无低温脆性，易加工，塑性和成型性好。目前，铝及铝合金材料已广泛应用于建筑、航空航天、机械、汽车、航海、医疗等各个领域。

在自然条件下，铝表面会生成一层致密的氧化物薄膜，保护基体不被腐蚀。铝合金与纯铝相同，在自然条件下表面存在0.01μm～0.05μm厚的Al₂O₃·nH₂O薄膜，它能够阻碍铝表面的活性分子和周围介质的接触，起到保护金属的作用，使铝及其合金材料在中性和无电解质的环境中具有较好的耐蚀性。因此，长期以来，绝大多数铝合金工件都是不经任何表面处理而直接使用的。但是，由于铝合金表面的天然氧化膜厚度较薄，防护能力十分有限，且铝的电极电位较负，因此在日常生活和工作生产中经常可以看到由于铝合金的腐蚀影响设备使用寿命的例子。

为了提升铝合金产品的使用寿命，一般会对它们做一定的表面处理。目前，针对铝合金表面处理的方法主要有电化学、化学、热喷涂、离子束处理和激光表面强化等。但这些工艺应用于形状不规则的铝合金铸件时，通常难以在铸件表面形成均匀连续的涂层。

本发明采用涂料预涂，结合高温水蒸汽处理的工艺，在铝合金铸件表面制备复合无机涂层。与现有阳极氧化、化学镀、电镀、热喷涂等方法相比，具备所需设备少、制备工序简单、制备周期短、制备温度较低、不会造成高能耗、高成本的特点，且通过预浸涂与蒸汽处理结合的方式实现了铸铝与反应介质的充分反应，确保铸铝涂层的均匀性，连续性。

发明内容：

技术问题：本发明的目的是提供一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料，该涂料与基体具有一定的反应能力，有利于实现涂层与基体的化学结合；

本发明的另一目的是提供一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料使用方法，本方法利用粘结性较高具备一定反应能力的Al(H₂PO₄)₃和反应活性较高的Mg(H₂PO₄)₂组合，在铝合金表面形成复合涂层，可提高合金的表面耐腐蚀性能和抗磨损性能。

技术方案：本发明提供了一种用于铸造铝合金表面制备复合涂层的涂料，该涂料由涂料A和涂料B组成，其中涂料A按重量份包括10～50份Al(H₂PO₄)₃和20～60份纯水；涂料B按重量份包括10～70份Mg(H₂PO₄)₂、30～80份纯水和与Mg(H₂PO₄)₂全部化学反应所需量1.1～1.3倍的Al₂O₃粉末。

其中：