[发明专利]一种含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头及其制备方法

权利要求书

1.一种含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头，其特征为所述接头由上到下依次为铝合金、中间层和镁合金；所述铝合金为5系或6系铝合金板材，所述镁合金为AZ系或ZK系镁合金板材，所述中间层为Co-Cr复合金属涂层；所述Co-Cr复合金属涂层厚度为2.8～6.6μm；

所述的含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头的制备方法，包括如下步骤：

第一步：板材表面预处理

对待焊铝合金板材和镁合金板材表面进行预处理，依次在500#、1000#、1500#、2000#和2500#水砂纸上进行打磨，去除表面氧化皮和杂质，然后利用0.25μm粒径金刚石研磨膏进行机械抛光，随后用2％体积分数盐酸酒精溶液进行化学抛光，去除表面抛痕，最后依次在丙酮和酒精中超声清洗20min，冷风吹干；

第二步：Co-Cr中间层制备

(A)将第一步表面预处理的镁合金板材放入离子注入沉积复合镀膜机中进行铬离子注入沉积，采用纯铬作为阴极靶材，在真空度1×10^-4Pa起弧，离子注入剂量1×10¹⁵～1×10¹⁷ions/cm²，注入能量4～14keV，注入电流2～8mA，沉积电量1×10⁶～1×10⁸mC，负偏压-90～-120V，从而得到铬离子注入沉积层；

(B)对铬离子注入沉积后镁合金板材进行钴离子注入沉积，采用纯钴作为阴极靶材，在真空度1×10^-4Pa起弧，离子注入剂量1×10¹⁴～1×10¹⁶ions/cm²，注入能量5～15keV，注入电流6～12mA，沉积电量1×10⁷～5×10⁸mC，负偏压-100～-130V，从而得到Co-Cr复合金属涂层；样品台转速6r/min，等离子体线束与样品台法线夹角45°；

第三步：搅拌摩擦焊接

将第一步表面预处理的铝合金板材与第二步制备的具有Co-Cr复合金属涂层的镁合金板材进行搭接，利用小型龙门式搅拌摩擦焊机进行焊接，搅拌工具沿板材轧制方向进行单面焊接，搅拌针在搭接区中心线上顺时针转动并向焊接方向前倾3° ，轴肩为双圆环结构，搅拌针为三斜面螺纹结构，转速800～1200rpm，焊速50～200mm/min，搅拌针压入上层板材深度2.5～5.0mm，最终制备铝合金/Co-Cr中间层/镁合金异种接头。

2.如权利要求1所述的含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头，其特征为制备方法所述的第二步步骤(A)中，离子注入剂量5×10¹⁵～5×10¹⁶ions/cm²，注入能量6～10keV，注入电流4～6mA，沉积电量5×10⁶～5×10⁷mC，负偏压-100～-110V。

3.如权利要求1所述的含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头，其特征为制备方法所述的第二步步骤(B)中，离子注入剂量2×10¹⁴～6×10¹⁵ions/cm²，注入能量8～12keV，注入电流8～10mA，沉积电量5×10⁷～1×10⁸mC，负偏压-110～-120V。

4.如权利要求1所述的含中间层的高强耐蚀铝/镁异种合金接头，其特征为制备方法所述的第三步中，搅拌针转速900～1100rpm，焊速100～150mm/min，搅拌针压入上层板材深度3.0～4.0mm。