本發(fā)明涉及一種基于雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)的銅鎂合金表面耐腐蝕層的制備方法，屬于金屬表面處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
銅鎂合金的比強度高于鋁合金和鋼，略低于比強度最高的纖維增強塑料；比剛度與鋁合金和鋼相當，遠高于纖維增強塑料；耐磨性能比低碳鋼好,已超過壓鑄鋁合金a380；減振性能、磁屏蔽性能遠優(yōu)于鋁合金。銅鎂合金的應用主要集中在鋁合金生產(chǎn)、壓鑄生產(chǎn)、煉鋼脫硫三大領(lǐng)域，還用在稀土合金、金屬還原及其他領(lǐng)域。
但是銅鎂合金在使用過程中存在的腐蝕性問題影響了它的應用范圍。目前，大多數(shù)研究將研究重點放在添加或減少一些微量合金元素如a1、fe、b、re,以期提高銅鎂合金的耐腐蝕性能。到目前為止，關(guān)于在銅鎂合金表面進行鍍層處理提高合金耐腐蝕性的報道少。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的銅鎂合金的耐腐蝕性提高的問題，采用的技術(shù)手段是首先在銅鎂合金的表面通過化學鍍的方法獲得一層中間層，中間層主要是通過化學鍍的方法獲得含有ti和b的中間層，再在中間層的基礎(chǔ)上通過雙陰極等離子濺射沉積方法獲得致密化的nb耐腐蝕層，通過ti和b的中間層的引入可以提高nb耐腐蝕層與基材之間的結(jié)合力并提高耐腐蝕性。
技術(shù)方案是：
一種基于雙陰極等離子濺射沉積技術(shù)的銅鎂合金表面耐腐蝕層的制備方法，包括如下步驟：
第1步，以銅鎂合金以石墨為陽極，銅鎂合金為陰極，在電解液中通過電沉積獲得ti-b合金涂層；所述的電解液中包括有如下組分：四氯化鈦10～30g/l、硼鹽3～5g/l、硼酸12～20g/l、潤濕劑0.5～0.8g/l，通過h2so4調(diào)節(jié)電解液的ph范圍是4～6；電解完成后，取出工件，依次經(jīng)過乙醇、水清洗后，烘干；
第2步，以金屬鈮作為靶材，在第1步得到的工件表面通過雙陰極等離子濺射沉積方法在表面形成致密層nb。
所述的第1步中，潤濕劑選自十二烷基硫酸鈉或者十二烷基磺酸鈉中的一種或者兩種的混合。
所述的第1步中，電流密度范圍為2.0～8.0a/dm2，電沉積溫度為45～65℃，沉積時間200～600s。
所述的第2步中，靶材電壓為650～750v，工件電壓為140～260v，靶材與工件間距為12～18mm，ar氣壓為25～45pa，沉積溫度為550～850℃，沉積時間為1.5～3.0h。
所述的第2步中，nb耐腐蝕層的厚度范圍是10～200μm。
所述的第1步中，銅鎂合金是指cu-mg0.3wt%合金。
本發(fā)明還提供了由上述方法所直接制備得到的耐腐蝕的鍍層銅鎂合金。
另外，還提供了上述銅鎂合金在腐蝕環(huán)境中的應用。
所述的腐蝕環(huán)境是指銅鎂合金表面在有外力作用下的鹽溶液環(huán)境。
所述的外力作用是指超聲作用；所述的鹽溶液是指nacl溶液。
有益效果
本發(fā)明通過在銅鎂合金的表面通過化學鍍的方法獲得一層中間層，中間層主要是通過化學鍍的方法獲得含有ti和b的中間層，再在中間層的基礎(chǔ)上通過雙陰極等離子濺射沉積方法獲得致密化的nb耐腐蝕層，通過ti和b的中間層的引入可以提高nb耐腐蝕層與基材之間的結(jié)合力并提高耐腐蝕性。
附圖說明
圖1是鍍層的銅鎂合金在0.1mol/l氯化鈉溶液中的開路電位曲線圖。
具體實施方式
實施例1
第1步，以cu-mg0.3wt%銅鎂合金以石墨為陽極，銅鎂合金為陰極，在電解液中通過電沉積獲得ti-b合金涂層，電流密度范圍為2.0a/dm2，電沉積溫度為45℃，沉積時間200s；所述的電解液中包括有如下組分：四氯化鈦10g/l、硼鹽3g/l、硼酸12g/l、十二烷基硫酸鈉0.5g/l，通過h2so4調(diào)節(jié)電解液的ph范圍是4；電解完成后，取出工件，依次經(jīng)過乙醇、水清洗后，烘干；
第2步，以金屬鈮作為靶材，在第1步得到的工件表面通過雙陰極等離子濺射沉積方法在表面形成致密層nb，靶材電壓為650v，工件電壓為140v，靶材與工件間距為12mm，ar氣壓為25pa，沉積溫度為550℃，沉積時間為1.5h，nb耐腐蝕層的厚度約50μm。
實施例2
第1步，以cu-mg0.3wt%銅鎂合金以石墨為陽極，銅鎂合金為陰極，在電解液中通過電沉積獲得ti-b合金涂層，電流密度范圍為8.0a/dm2，電沉積溫度為65℃，沉積時間600s；所述的電解液中包括有如下組分：四氯化鈦30g/l、硼鹽5g/l、硼酸20g/l、十二烷基硫酸鈉0.8g/l，通過h2so4調(diào)節(jié)電解液的ph范圍是6；電解完成后，取出工件，依次經(jīng)過乙醇、水清洗后，烘干；
第2步，以金屬鈮作為靶材，在第1步得到的工件表面通過雙陰極等離子濺射沉積方法在表面形成致密層nb，靶材電壓為750v，工件電壓為260v，靶材與工件間距為18mm，ar氣壓為45pa，沉積溫度為850℃，沉積時間為3.0h，nb耐腐蝕層的厚度約80μm。
實施例3
第1步，以cu-mg0.3wt%銅鎂合金以石墨為陽極，銅鎂合金為陰極，在電解液中通過電沉積獲得ti-b合金涂層，電流密度范圍為4.0a/dm2，電沉積溫度為55℃，沉積時間500s；所述的電解液中包括有如下組分：四氯化鈦15g/l、硼鹽4g/l、硼酸16g/l、十二烷基硫酸鈉0.6g/l，通過h2so4調(diào)節(jié)電解液的ph范圍是5；電解完成后，取出工件，依次經(jīng)過乙醇、水清洗后，烘干；
第2步，以金屬鈮作為靶材，在第1步得到的工件表面通過雙陰極等離子濺射沉積方法在表面形成致密層nb，靶材電壓為690v，工件電壓為210v，靶材與工件間距為16mm，ar氣壓為35pa，沉積溫度為650℃，沉積時間為2.0h，nb耐腐蝕層的厚度約70μm。
對照例1
與實施例3的區(qū)別在于：在中間層的電解液中未加入四氯化鈦。
第1步，以cu-mg0.3wt%銅鎂合金以石墨為陽極，銅鎂合金為陰極，在電解液中通過電沉積獲得ti-b合金涂層，電流密度范圍為4.0a/dm2，電沉積溫度為55℃，沉積時間500s；所述的電解液中包括有如下組分：硼鹽4g/l、硼酸16g/l、十二烷基硫酸鈉0.6g/l，通過h2so4調(diào)節(jié)電解液的ph范圍是5；電解完成后，取出工件，依次經(jīng)過乙醇、水清洗后，烘干；
第2步，以金屬鈮作為靶材，在第1步得到的工件表面通過雙陰極等離子濺射沉積方法在表面形成致密層nb，靶材電壓為690v，工件電壓為210v，靶材與工件間距為16mm，ar氣壓為35pa，沉積溫度為650℃，沉積時間為2.0h，nb耐腐蝕層的厚度約70μm。
對照例2
與實施例3的區(qū)別在于：直接在銅鎂合金表面沉積nb層。
以cu-mg0.3wt%銅鎂合金為工作，以金屬鈮作為靶材，在工件表面通過雙陰極等離子濺射沉積方法在表面形成致密層nb，靶材電壓為690v，工件電壓為210v，靶材與工件間距為16mm，ar氣壓為35pa，沉積溫度為650℃，沉積時間為2.0h，nb耐腐蝕層的厚度約70μm。
對照例3
直接采用cu-mg0.3wt%銅鎂合金作為對照樣品。
耐腐蝕試驗
將上述的實施例和對照例1-3中制備得到的試樣先置于超聲場中進行超聲處理1h，再取出后于0.1mol/l的nacl溶液中進行腐蝕試驗，測定電極電位和腐蝕電流。電極電位隨時間變化曲線如圖1所示。在經(jīng)過20min試驗后，電極電位和腐蝕電流情況如表1所示。
表1
從表1和圖1中可以看出，對照例3中的銅鎂合金在鹽水中的電極電位一直處于快速下降的狀態(tài)，說明其具有耐腐蝕性不好的問題；而實施例3中的合金的電極電位保持穩(wěn)定的趨勢，說明經(jīng)過表面鍍nb之后，提高了其耐腐蝕性；實施例3相對于對照例1來說，通過在中間上加入ti鹽進行化學鍍處理，可以提高nb層與基材之間的結(jié)合力，在經(jīng)過超聲處理之后，表面未發(fā)生破壞，仍然保持有較好的防腐蝕性能；實施例3相對于對照例2來說，由于未加入中間鍍層，導致經(jīng)過超聲破壞之后耐腐蝕性下降明顯。同時，通過腐蝕電流測試也可以看出，通過中間層和表面nb耐腐蝕層處理之后，銅鎂合金在經(jīng)過超聲處理之后仍然可以保持較好的耐腐蝕性。