镁合金复合涂层及其制备方法与流程

本公开涉及金属表面处理，具体而言，涉及一种镁合金复合涂层的制备方法和镁合金复合涂层。

背景技术：

1、镁合金以其轻量化的优势，可以被广泛应用于武器装备、航空航天、信息技术、新能源汽车等各个领域。同时，镁合金具有良好的导热和电磁屏蔽性能，在电子设备、通信等领域也具有重要的应用价值。

2、无论在镁合金产品生产过程中还是在镁合金产品使用过程中，镁合金产品不可避免地会接触到水、污垢等其他物质。如在汽车领域，镁合金组件会接触到水、机油等物质。在这种情况下，影响到镁合金产品的质量和寿命。

3、可以在镁合金表面上形成涂层，以提高镁合金的抗腐蚀、抗污能力。然而，目前制备涂层的方案普遍存在涂层质量差造成镁合金抗腐蚀抗污能力不足的问题。

4、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种镁合金复合涂层的制备方法和镁合金复合涂层，进而至少在一定程度上克服镁合金抗腐蚀抗污能力不足的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种镁合金复合涂层的制备方法，包括：采用第一阶段微弧氧化过程和第二阶段微弧氧化过程对镁合金进行处理，以在镁合金的表面形成具有梯形微腔结构的微弧氧化膜层；第一阶段微弧氧化过程的脉冲频率小于第二阶段微弧氧化过程的脉冲频率；将形成有微弧氧化膜层的镁合金作为阳极，在电泳液中进行电泳处理，以制备出镁合金复合涂层；其中，电泳液中添加有目标粉末，目标粉末为负载六亚甲基四胺的zsm-5粉末。

3、可选地，第一阶段微弧氧化过程的脉冲频率为100hz至600hz，正向电压为180v至260v，正向占空比为10%至30%，负向电压为20v至60v，负向占空比为10%至30%，处理时间为1min至5min；第二阶段微弧氧化过程的脉冲频率为1000hz至5000hz，正向电压为320v至360v，正向占空比为10%至30%，负向电压为60v至80v，负向占空比为10%至30%，处理时间为5min至10min。

4、可选地，制备方法还包括：将六亚甲基四胺用乙醇溶解，以形成乙醇溶液；在乙醇溶液中添加zsm-5粉末；将添加有zsm-5粉末的乙醇溶液放置于真空干燥箱中在负压下静置2h至5h；对静置后的溶液进行过滤并干燥，以得到目标粉末。

5、可选地，乙醇溶液中六亚甲基四胺的浓度为10g/l至40g/l，zsm-5粉末的粒径为100nm至500nm，zsm-5粉末的添加量为15g/l至30g/l，负压为-0.05mpa至-0.1mpa。

6、可选地，电泳液中目标粉末的添加量为1wt%至8wt%；其中，在将目标粉末添加至电泳液中之后，搅拌5min至10min。

7、可选地，制备方法还包括：将丙烯酸电泳漆与去离子水混合，以形成电泳液；其中，丙烯酸电泳漆与去离子水的混合比例为1:5至1:7，搅拌时间为10h至24h，电泳沉积电压为20v至60v，温度为25℃至40℃，沉积时间为10s至120s。

8、可选地，将形成有微弧氧化膜层的镁合金作为阳极，在电泳液中进行电泳处理，以制备出镁合金复合涂层，包括：将形成有微弧氧化膜层的镁合金作为阳极，在电泳液中进行电泳处理，以制备目标膜层；对目标膜层进行清洗、烘干以及加热固化，以制备出镁合金复合涂层。

9、可选地，烘干包括热风循环式烘干，热风温度为60℃至80℃；加热固化的温度为160℃至200℃，加热固化的时间为10min至30min。

10、可选地，第一阶段微弧氧化过程和第二阶段微弧氧化过程采用的微弧氧化电解液包括磷酸二氢钠、氟化铵、柠檬酸三钠、聚乙二醇、氟锆酸铵和三乙醇胺。

11、根据本公开的第二方面，提供了一种镁合金复合涂层，该镁合金复合涂层利用上述任一种镁合金复合涂层的制备方法制备出。

12、根据本公开的第三方面，提供了一种具有镁合金复合涂层的镁合金材料，该镁合金复合涂层利用上述任一种镁合金复合涂层的制备方法制备出。

13、在本公开实施方式的方案中，一方面，采用第一阶段微弧氧化过程和第二阶段微弧氧化过程对镁合金进行处理，由于脉冲频率不同且脉冲频率越大孔径越小，因此，生成的微弧氧化膜层中的孔洞可以呈现外小内大的特定形状，有助于后续封装zsm-5微粒，并实现其在孔洞中的高密堆积。由此，有助于物理屏障的构建，涂层均匀致密，与镁合金基体结合紧密，可以大幅提升镁合金的抗腐蚀抗污性能。另一方面，相比于单一微弧氧化涂层的方案，本公开制备出的复合涂层中的缓蚀剂六亚甲基四胺可以抑制镁合金的金属腐蚀速度，使其具备主动防腐蚀的性能。再一方面，本公开采用的zsm-5分子筛材料是一种耐酸、耐腐蚀的优质载体，具有有序的孔道结构和较大的比表面积，可以控制缓蚀剂六亚甲基四胺在涂层破损时的释放速度，能够为镁合金提供长效的保护。又一方面，本公开采用的zsm-5分子筛材料由于铝氧四面体上的负电荷整体构架呈负电性，在电场力的驱动下，向带正电的多孔结构的微弧氧化孔内迁移，从而实现具有缓蚀效果的zsm-5分子筛在微弧氧化膜孔中的高密堆积和有效固定。

14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

技术特征：

1.一种镁合金复合涂层的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一阶段微弧氧化过程的脉冲频率为100hz至600hz，正向电压为180v至260v，正向占空比为10%至30%，负向电压为20v至60v，负向占空比为10%至30%，处理时间为1min至5min；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇溶液中所述六亚甲基四胺的浓度为10g/l至40g/l，所述zsm-5粉末的粒径为100nm至500nm，所述zsm-5粉末的添加量为15g/l至30g/l，负压为-0.05mpa至-0.1mpa。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述电泳液中所述目标粉末的添加量为1wt%至8wt%；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将形成有所述微弧氧化膜层的所述镁合金作为阳极，在电泳液中进行电泳处理，以制备出镁合金复合涂层，包括：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烘干包括热风循环式烘干，热风温度为60℃至80℃；

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一阶段微弧氧化过程和所述第二阶段微弧氧化过程采用的微弧氧化电解液包括磷酸二氢钠、氟化铵、柠檬酸三钠、聚乙二醇、氟锆酸铵和三乙醇胺。

10.一种镁合金复合涂层，其特征在于，利用权利要求1至9中任一项所述的镁合金复合涂层的制备方法制备出。

技术总结本公开提供了一种镁合金复合涂层的制备方法和镁合金复合涂层，涉及金属表面处理技术领域。该制备方法包括：采用第一阶段微弧氧化过程和第二阶段微弧氧化过程对镁合金进行处理，以在镁合金的表面形成具有梯形微腔结构的微弧氧化膜层；第一阶段微弧氧化过程的脉冲频率小于第二阶段微弧氧化过程的脉冲频率；将形成有微弧氧化膜层的镁合金作为阳极，在电泳液中进行电泳处理，以制备出镁合金复合涂层；其中，电泳液中添加有目标粉末，目标粉末为负载六亚甲基四胺的ZSM‑5粉末。本公开可以提高镁合金的抗腐蚀抗污性能。技术研发人员：陈俐蔓,江海霞,韩东,胡小刚,邱龙时受保护的技术使用者：西安稀有金属材料研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26