镁合金表面Mg₁₇Al₁₂涂层及其熔覆工艺

摘要

本发明公开了一种镁合金表面Mg17Al12涂层及其熔覆工艺，它是以Mg、Al为原料，按照质量比为Mg∶Al＝34∶27进行配比，在等离子束的作用下，发生原位反应，形成与微熔的镁合金基体表面呈冶金结合的涂层，物相组成为单相的Mg17Al12，组织形态为细密的树晶状，致密、均匀，无孔洞和裂纹。本发明采用等离子束对镁合金表面进行处理，工艺方法简单，操作容易，不需要真空室等复杂设备，只需在常压下氩气保护即可，盐雾腐蚀试验表明，涂层耐蚀性提高2.3～3.2倍。

主权项

一种镁合金表面Mg17Al12涂层的熔覆工艺，其特征在于，它的涂层是以Mg、Al为原料，按照质量比为Mg∶Al＝34∶27进行配比，在等离子束的作用下，发生原位反应，形成与微熔的镁合金基体表面呈冶金结合的涂层，物相组成为单相的Mg17Al12，组织形态为细密的树晶状，致密、均匀，无孔洞和裂纹；它的熔覆工艺是：在镁合金表面涂覆以Mg、Al为原料的粉末混合物，原料按照质量比为Mg∶Al＝34∶27进行配比，采用高能量密度的等离子束作为热源，对涂覆Mg、Al粉末混合物的镁合金表面扫描加热，使Mg、Al粉末混合物发生Mg+Al→Mg17Al12原位反应，并与微熔的镁合金表面相结合，在镁合金表面生成冶金结合的Mg17Al12金属间化合物涂层；详细熔覆工艺如下：第一步：备好工业纯Mg、Al粉末，粉末的粒度为200目，Mg、Al组分按照Mg17Al12的分子式配比，质量百分比为：Mg∶Al＝34∶27；用真空干燥箱把所要反应的粉末在50℃烘干4‑6小时，然后在混料机中充分混合3‑4小时，再将粉末装入送粉器漏斗内；第二步：将待处理的镁合金工件表面进行打磨，除去氧化层，并将其浸入丙酮中用超声波进行清洗以去除表面的油脂，然后用去离子水清洗，吹干；第三步：将送粉器漏斗置于镁合金工件上方，打开漏斗开关，移动漏斗，在工件表面撒上粉末混合物，在5‑15MPa的压强下，用手动压平机将表面的粉末压平，压平后粉末厚度在1.5‑2.5mm之间，然后将工件固定在等离子设备工作台上；第四步：以氩气作为等离子发生和保护气体，等离子束的工艺参数：气流量0.3‑0.5m3/h，等离子发生器的进给速度60‑120mm/min，电流为40‑80A，搭接率为5‑20％；第五步：开启等离子设备总电源开关，打开等离子设备的冷却水、氩气瓶开关，调整工艺参数，开启等离子束电源产生等离子束流，在等离子束的激发和热的辅助作用下，Mg、Al粉末层发生原位发应，生成Mg17Al12金属间化合物涂层，涂层厚度为0.5‑1.0mm之间，并与镁合金基体微熔的表面冶金结合；第六步：扫描加热完毕，关闭等离子电源，氩气、冷却水、等离子设备总电源开关；第七步：工件处理后不需要退火处理。