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、在碳达峰碳中和的背景下，轻量化成为材料发展的核心需求之一。镁合金作为目前实际应用的较轻的金属结构材料之一，被广泛应用于航空航天、轨道交通、国防军工、轨道交通、电子通讯等各个领域。

2、镁合金制品在生产过程和产品使用过程，可能存在长时间与人手接触的情况。人手上分泌的油污、蛋白质、尿素和其它物质不仅会在镁合金表面造成指纹污染，破坏产品的美观性，还会对镁合金造成腐蚀，影响产品的使用寿命。因此需要对镁合金表面进行防腐蚀、抗指纹处理。

3、目前，金属材料的耐指纹处理普遍采用铬酸盐系的钝化剂和水性有机涂料的复合物，其通常含有六价铬。然而，六价铬毒性强，在涂层制备、仓储、运输及使用过程中均会对环境造成污染。

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涂层会对环境造成污染的问题。

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：将镁合金放置于添加有负离子粉末的微弧氧化电解液中，以在镁合金的表面形成带负电的微弧氧化膜层；将微弧氧化膜层作为基础层执行预定次数的膜层制备过程，以在镁合金的表面形成目标膜层；对目标膜层进行干燥处理，以制备出镁合金复合涂层；其中，膜层制备过程包括：利用带正电的聚烯丙基胺盐酸盐水溶液对基础层进行处理，以生成第一膜层；利用带负电的聚氨酯水溶液对第一膜层进行处理，以通过静电自组装生成第二膜层；如果膜层制备过程执行的次数未达到预定次数，则将第二膜层作为基础层；如果膜层制备过程执行的次数达到预定次数，则将第二膜层作为目标膜层。

3、可选地，负离子粉末为纳米托玛琳粉末。

4、可选地，利用带正电的聚烯丙基胺盐酸盐水溶液对基础层进行处理，以生成第一膜层，包括：将表面形成有基础层的镁合金放置于带正电的聚烯丙基胺盐酸盐水溶液中浸渍10min至20min，以生成第一膜层。

5、可选地，聚烯丙基胺盐酸盐水溶液中聚烯丙基胺盐酸盐的浓度为1g/l至2.5g/l。

6、可选地，聚氨酯水溶液中添加有纳米二氧化钛。

7、可选地，制备方法还包括：将粒径为10nm至20nm的二氧化钛粉末添加在原始阴离子型聚氨酯水溶液中，搅拌后得到聚氨酯水溶液；其中，二氧化钛粉末的添加量为0.01wt%至0.03wt%。

8、可选地，原始阴离子型聚氨酯水溶液的固含量为28%至32%。

9、可选地，利用带负电的聚氨酯水溶液对第一膜层进行处理，以通过静电自组装生成第二膜层，包括：将表面形成有第一膜层的镁合金放置于带负电的聚氨酯水溶液中浸渍10min至20min，以通过静电自组装生成第二膜层。

10、可选地，微弧氧化电解液包括柠檬酸氢二铵、氟化铵、酒石酸钾钠以及负离子粉末；其中，柠檬酸氢二铵的浓度为10g/l至30g/l，氟化铵的浓度为20g/l至48g/l，酒石酸钾钠的浓度为3g/l至8g/l，负离子粉末的浓度为1g/l至5g/l。

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，本公开方案不涉及例如六价铬这类毒性强的物质，制备出的镁合金复合涂层对环境不会造成严重污染。另一方面，微弧氧化电解液中添加有负离子粉末，在微弧氧化过程中可以受电场力作用迁移至阳极表面，参与微弧氧化过程，形成的微弧氧化膜层能够自发释放负离子，有助于实现后续膜层的固定吸附，与后续膜层具有良好的匹配度。再一方面，本公开方案采用带有相反电荷的聚烯丙基胺盐酸盐和聚氨酯，采用静电自组装方法进行交替沉积，使得层与层之间能够形成结构完整、性能稳定的耐腐蚀抗指纹的复合膜层，解决了单个膜层的性能不稳定、与镁合金基体结合力欠佳的问题。

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，所述负离子粉末为纳米托玛琳粉末。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，利用带正电的聚烯丙基胺盐酸盐水溶液对所述基础层进行处理，以生成第一膜层，包括：

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述聚烯丙基胺盐酸盐水溶液中聚烯丙基胺盐酸盐的浓度为1g/l至2.5g/l。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯水溶液中添加有纳米二氧化钛。

6.根据权利要求5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6所述的制备方法，其特征在于，所述原始阴离子型聚氨酯水溶液的固含量为28%至32%。

8.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，利用带负电的聚氨酯水溶液对所述第一膜层进行处理，以通过静电自组装生成第二膜层，包括：

9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述微弧氧化电解液包括柠檬酸氢二铵、氟化铵、酒石酸钾钠以及所述负离子粉末；

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。该镁合金复合涂层的制备方法包括：将镁合金放置于添加有负离子粉末的微弧氧化电解液中，以在镁合金的表面形成带负电的微弧氧化膜层；将微弧氧化膜层作为基础层执行预定次数的膜层制备过程，以在镁合金的表面形成目标膜层；对目标膜层进行干燥处理，以制备出镁合金复合涂层。本公开可以降低镁合金复合涂层造成环境污染的程度。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：2024/7/4