專利名稱：一種鎂合金制品表面改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種金屬制品的表面改性方法，更特別的，是關(guān)于一種在鎂合金制品表面采用金屬陶瓷改性的新方法。
鎂合金具有高熱傳導(dǎo)性，優(yōu)異的電磁屏蔽性，良好的機械加工性能等，為此在汽車、計算機、家電和軍事工業(yè)具有巨大的潛在應(yīng)用價值，但最大的缺點是耐腐蝕性差，表面不耐磨，不能在高溫工況下使用。針對上述情況，世界各國都在投入巨資研究解決這一問題，并有不少新的工藝方法及專利出現(xiàn)，但到目前為止，尚未見到有與本申請類似的內(nèi)容，其原因是鎂的熔點值(650℃)易于在空氣中燃燒；而采用火焰等離子熱噴涂具有一定的危險性。
本發(fā)明的目的之二是提供一種具有高硬度、高耐磨性及高耐腐蝕性和耐高溫性能的鎂合金制品。
本發(fā)明的這些以及其他目的將通過下列詳細說明和描述來進一步體現(xiàn)和闡述。
本發(fā)明的鎂合金制品表面改性方法，在鎂合金制品基體上噴涂金屬陶瓷層，在鎂合金制品基體和金屬陶瓷層之間有中間梯度層。
進一步的，本發(fā)明的鎂合金制品表面改性方法，其中金屬陶瓷層由Al2O3、Cr2O3、TiC、Si3N4、ZrO2、SiC、TiO2、Cr3C2、MgO中的二種或以上組成。
可以選擇的是，本發(fā)明的鎂合金制品表面改性方法，其中金屬陶瓷層至少含有5～20重量份TiO2和60～95重量份Al2O3；或至少含有10～30重量份Al2O3和60～80％Cr3C2；或至少含有10～30重量份MgO和70～90重量份Al2O3；或至少含有5～20重量份Cr2O3和60～95重量份ZrO2；或至少含有5～10重量份MgO和70～90重量份SiC。
在本發(fā)明的鎂合金制品表面改性方法中，中間夾芯梯度層含有10～20重量份MgO和80～90重量份Al2O3。
本發(fā)明的鎂合金制品表面改性方法，包括如下步驟A、按上述的比例在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層或二層中間梯度層；B、按上述的比例在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層；C、上述噴涂時用惰性氣體對涂層進行保護。
本發(fā)明的鎂合金制品表面改性方法，也可以采取以下方法，包括如下步驟A、將鎂合金部件放到導(dǎo)熱板工作平臺上，所述的導(dǎo)熱板工作平臺是中空型的，表面為紫銅板，內(nèi)部通過循環(huán)冷卻水；B、按上述的比例在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層或二層中間梯度層；C、按上述的比例在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層。
D、上述的噴涂時用惰性氣體對涂層進行保護。
本發(fā)明是采用在火焰噴涂的過程中用保護氣體和/或?qū)崞脚_，以保證工藝過程中不發(fā)生鎂燃燒，并能有效的把各種金屬陶瓷材料通過中間的夾芯梯度層復(fù)合在鎂及合金制品的表面，獲得耐高溫、耐腐蝕、高硬度和耐腐蝕的改性涂層，而且該涂層和基體為半冶金結(jié)合，結(jié)合牢固，使用過程中不會剝落。用本發(fā)明的方法處理后的產(chǎn)品適合在摩托車的發(fā)動機以及配件上和整機上使用。
圖2是本發(fā)明使用的導(dǎo)熱板工作平臺示意圖。
圖3是本發(fā)明使用的導(dǎo)熱板工作平臺剖視圖。
在

圖1至圖3中，符號1代表金屬陶瓷層，符號2代表中間夾芯梯度層，符號3代表鎂合金部件，符號4代表導(dǎo)熱板工作平臺，符號5代表通孔。
在本發(fā)明中，鎂合金部件表面獲得如圖1所示的表面改性等離子噴涂層，必須通過事先設(shè)計噴涂一層或二層中間夾芯梯度層(2)，以保證金屬陶瓷涂層(1)和鎂合金部件之間有較好的物理化學(xué)相容性；然后，按設(shè)計要求配比不同成份的金屬陶瓷粉用于火焰噴涂金屬陶瓷涂層，同時在火焰等離子噴涂時，用惰性氣體對中間夾芯梯度層和金屬陶瓷層進行保護。
或者，在本發(fā)明中，按設(shè)計要求配比不同陶瓷粉的成份，在火焰等離子噴涂時，必須把鎂合金部件放到特殊設(shè)計的導(dǎo)熱板工作平臺(4)上并不斷在熱噴涂過程中，用惰性氣體對涂層進行保護，導(dǎo)熱板工作平臺的表面使用紫銅板，中間開有一排通孔，通孔內(nèi)流通循環(huán)冷卻水(左進右出)，以在鎂合金表面獲得結(jié)合牢固，能滿足工況使用要求的金屬結(jié)合層。
在本發(fā)明中，所有的原料及添加劑均可以從市場購得，火焰等離子噴涂的設(shè)備也是公知的。
在本發(fā)明中，如非特指，所有的量、份均為重量單位。
例1、按下列方法對鎂合金部件進行表面改性，包括如下步驟A、按10％MgO和90％Al2O3的比例將二者混合均勻，在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層中間夾芯梯度層；B、按7％TiO2和93％Al2O3的比例將二者混合均勻，在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層；C、上述噴涂時用充足惰性氣體(氖氣)對涂層進行保護。
例2按下列方法對鎂合金部件進行表面改性，包括如下步驟A、按20％MgO和80％Al2O3的比例將二者混合均勻，在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層中間夾芯梯度層。
B、按18％TiO2和82％Al2O3的比例將二者混合均勻，在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層。
C、上述噴涂時用充足惰性氣體(氬氣)對涂層進行保護。
例3按下列方法對鎂合金部件進行表面改性，包括如下步驟A、按15％MgO和95％Al2O3的比例將二者混合均勻，在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層中間夾芯梯度層。
B、按20％Al2O3和80％Cr3C2的比例將二者混合均勻，在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層。
C、上述噴涂時用充足惰性氣體(氬氣)對涂層進行保護。
例4按下列方法對鎂合金部件進行表面改性，包括如下步驟A、按15％MgO和85％Al2O3的比例將二者混合均勻，在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層中間夾芯梯度層。
B、按25％Al2O3和75％Cr3C2的比例將二者混合均勻，在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層。
C、上述噴涂時用充足惰性氣體(氬氣)對涂層進行保護。
例5除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
10％MgO，90％Al2O3。
例6除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
30％MgO，70％Al2O3。
例7除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
20％MgO，80％Al2O3。
例8除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
5％Cr2O3，95％ZrO2。
例9除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
15％Cr2O3，85％ZrO2。
例10除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
20％Cr2O3，80％ZrO2。
例11除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
7％MgO，93％SiC。
例12除B步驟采用如下配方外，其余同例1。
10％MgO，90％SiC。
例13按下列方法對鎂合金部件進行表面改性，包括如下步驟A、按10％MgO和80％Al2O3和10％ZrO2的比例將三者混合均勻，在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層中間夾芯梯度層。
B、按20％Al2O3和70％Cr3C2和10％TiO2的比例將三者混合均勻，在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層。
C、上述噴涂時用充足惰性氣體(氬氣)對涂層進行保護。
例14除B步驟采用如下配方外，其余同例13。
10％MgO和85％Al2O3以及5％Cr3C2。
例15除B步驟采用如下配方外，其余同例13。
20％MgO和65％Al2O3以及10％Cr2O3和5％ZrO2。
例16按下列方法對鎂合金部件進行表面改性，包括如下步驟A、將鎂合金部件(如掛件)放到導(dǎo)熱板工作平臺上，所述的導(dǎo)熱板工作平臺是中空型的，有一排通孔，表面為紫銅板，內(nèi)部通過循環(huán)冷卻水；B、按13公斤MgO和87公斤Al2O3的比例將二者混合均勻，在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層中間夾芯梯度層，該層厚度為0.1～0.5微米；C、按8公斤TiO2和92公斤Al2O3的比例將二者混合均勻，在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層，該層厚度為0.1～0.5微米；D、上述噴涂時用充足惰性氣體(氖氣)對涂層進行保護。
權(quán)利要求
1.一種鎂合金制品表面改性方法，其特征在于在鎂合金制品基體上噴涂金屬陶瓷層，在鎂合金制品基體和金屬陶瓷層之間有中間梯度層。
2.如權(quán)利要求1所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于金屬陶瓷層由Al2O3、Cr2O3、TiC、Si3N4、ZrO2、SiC、TiO2、Cr3C2、MgO中的二種或以上組成。
3.如權(quán)利要求2所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于金屬陶瓷層至少含有5～20重量份TiO2和60～95重量份Al2O3。
4.如權(quán)利要求2所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于金屬陶瓷層至少含有10～30重量份Al2O3和60～80％Cr3C2。
5.如權(quán)利要求2所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于金屬陶瓷層至少含有10～30重量份MgO和70～90重量份Al2O3。
6.如權(quán)利要求2所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于金屬陶瓷層至少含有5～20重量份Cr2O3和60～95重量份ZrO2。
7.如權(quán)利要求2所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于金屬陶瓷層至少含有5～10重量份MgO和70～90重量份SiC。
8.如權(quán)利要求1所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于中間梯度層含有10～20重量份MgO和80～90重量份Al2O3。
9.如權(quán)利要求1～8所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于包括如下步驟A、按上述的比例在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層或二層中間梯度層；B、按上述的比例在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層；C、上述的噴涂時用惰性氣體對涂層進行保護。
10.如權(quán)利要求1～8所述的鎂合金制品表面改性方法，其特征在于包括如下步驟A、將鎂合金部件放到導(dǎo)熱板工作平臺上，所述的導(dǎo)熱板工作平臺是中空型的，表面為紫銅板，內(nèi)部通過循環(huán)冷卻水；B、按上述的比例在鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得一層或二層中間梯度層；C、按上述的比例在有中間梯度層的鎂合金部件上用火焰等離子噴涂得金屬陶瓷層。D、上述的噴涂時用惰性氣體對涂層進行保護。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鎂合金制品表面改生方法，包括在鎂合金制品基體上噴涂金屬陶瓷層，在鎂合金制品基體和金屬陶瓷層之間有中間梯度層；所述的金屬陶瓷層由Al
文檔編號C23C4/10GK1425793SQ03102219
公開日2003年6月25日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月30日
發(fā)明者孫智富, 涂建華, 曹建勇, 章宗和, 張津 申請人:隆鑫集團有限公司