專利名稱：一種提高鎂合金耐磨耐腐蝕性的方法
技術領域：
本發明屬于金屬材料腐蝕與防護領域，特別提供了一種利用化學反應在鎂合金材料表面得到難熔金屬鎢防護涂層的方法。
背景技術：
鎂合金是最輕的金屬工程材料之一，它具有高的比強度、比剛度，耐沖撞，吸震性能佳，鑄造性能和再循環利用性能良好等特點，被譽為21世紀的綠色金屬結構材料，在汽車、航空航天及日常民用等領域都有著廣泛的應用前景。然而，鎂合金的硬度較低，耐腐蝕性能很差，這制約著它的廣泛應用，因此，對鎂合金進行適當的表面處理以提高其防護性能便顯得十分重要。目前，用于鎂合金的表面處理技術主要有電子束物理氣相沉積、熱噴涂、 電鍍和化學鍍等方法，但這些方法都有諸多不足之處。電子束物理氣相沉積要在真空狀態下進行，難于處理較大工件和復雜零件，不易實現工業規模化。熱噴涂往往要借助于等離子體或激光裝置，設備成本高，維護困難。電鍍和化學鍍所用鍍液往往對環境污染嚴重而被限制使用。本專利利用氣體WF6和吐的還原反應，在鎂合金表面得到一層難熔金屬鎢涂層，該涂層致密、均勻，具有很高的硬度、極佳的化學穩定性，與鎂合金表面結合良好，而且該方法生產成本低、環保，能實現對復雜形狀及較大工件的表面防護。
發明內容
本發明利用氣體間的化學反應在鎂基體表面生成10 20微米厚的難熔金屬鎢涂層。化學反應方程式為WF6+3H2 — W+6HF。所用設備有溫度控制柜(要求控溫精度高)；加熱爐(內設置工件擺放裝置，且有暢通的氣體流通管道)；尾氣吸收裝置(采用氫氧化鈉水溶液對尾氣進行噴淋吸收，可達到環保要求)。工藝流程(1)工件表面預處理。使用堿水洗去工件表面污物，并用水沖洗干凈，之后分別用丙酮和酒精進行超聲波清洗，得到潔凈表面。(2)工件入爐。(3)通高純Ar排凈裝置內空氣，并檢查裝置的氣密性。(4)停止通Ar，開始通H2,加熱。(5)化學反應。到達設定溫度后，通WF6，進行氣體化學反應，同時打開尾氣吸收裝置，吸收反應副產物HF。根據不同要求，可在鎂合金表面得到不同厚度的涂層。(6)降溫。反應結束，關閉WF6氣體，繼續通H2直到室溫。出爐，檢測。對于基體為平面或凹面的鎂合金，工藝參數設定為化學反應溫度400 550°C，H2流量為0. 2 0. 8L/min，WF6流量為0. 2 0. 8g/min,升溫速度為5 10°C /min,降溫速度為1 10°C /min，化學反應時間為20 60min ；對于基體為凸面的鎂合金，工藝上要采取化學反應溫度400 5000C，H2流量0. 2 0. 6L/min, WF6流量0. 2 0. 6g/min,升溫為 3 8°C /min、和降溫速率為1 5°C /min，化學反應時間為20 60min。本專利技術的主要特點(1)本專利操作簡單，整個過程自動控制，易實現工業批量生產；(2)本專利采用常壓下的化學反應，設備簡單，投入少，見效快。(3)本專利適應各種形狀、尺寸的鎂合金，應用性廣；(4)本專利所得涂層的成分為100%存鎢，致密、均勻，耐磨、耐腐蝕性很強。
附圖1 帶有鎢涂層的鎂合金金相顯微照片。
具體實施例方式分別對板材工件和管材工件進行處理，在不同的工藝參數下所得到的涂層效果如下表
項目I 工藝參數_ I 涂層檢測效果
權利要求
1. 一種提高鎂合金耐磨耐腐蝕性涂層的制備方法，其特征在于對于基體為平面或凹面的鎂合金，工藝參數設定為化學反應溫度400 550°C，H2流量為0. 2 0. 8L/min, WF6 流量為0. 2 0. 8g/min，升溫速度為5 10°C /min,降溫速度為1 10°C /min，化學反應時間為20 60min ；對于基體為凸面的鎂合金，工藝上要采取化學反應溫度400 500°C，H2 流量0. 2 0. 6L/min, WF6流量0. 2 0. 6g/min,升溫為3 8°C /min、和降溫速率為1 50C /min，化學反應時間為20 60min。
全文摘要
一種提高鎂合金耐磨耐腐蝕性的方法，屬于材料腐蝕與防護領域。利用化學反應WF6+3H2→W+6HF，在鎂合金表面得到難熔金屬鎢涂層。化學反應溫度400～550℃，H2流量為0.2～0.8L/min，WF6流量為0.2～0.8g/min，升溫速度為5～10℃/min，降溫速度為1～10℃/min，化學反應時間為20～60min。通過對化學反應溫度、氣體流量以及升溫和降溫速度等參數的控制，不僅得到了與平面和凹面基體結合良好的鎢涂層，還解決了涂層與凸面基體結合的困難。本發明操作簡單，易產業化；適應各種形狀尺寸的鎂合金，應用性廣；所得涂層成分為100％鎢，致密、均勻，耐磨、耐腐蝕性強。
文檔編號C23C10/08GK102560333SQ201210006419
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者張永志, 李輝, 范愛玲, 馬捷, 魏建忠 申請人:北京工業大學