轻合金耐磨防腐涂(镀)层材料技术

摘要

轻合金(铝、镁、钛合金)由于密度小、比强度和比刚度高等特点而在航空航天、交通工具、电子产品、机械化工等高技术领域具有广泛的应用前景,但它们在应用中存在耐腐蚀/抗氧化性能差和摩擦磨损性能低等环境适应性问题.表面处理是提高轻合金环境适应性的一种有效手段,主要有化学转化、有机/聚合物涂覆、阳极氧化/微弧氧化、电镀/化学镀、激光表面改性、热喷涂、气相沉积等.其中微弧氧化和电镀/化学镀在轻合金表面处理中具有特殊优势,是当前最常用也是最实用的轻金属表面处理方法,可使轻合金材料的环境适应性能显著提升,已得到极大发展并获得工程应用.但是,到目前为止,用微弧氧化和电镀/化学镀方法对轻合金进行表面处理仍存在一些关键问题,严重限制了它们的进一步推广应用.针对轻合金（主要为铝合金和钛合金）用于高技术装备关键运动构件时在高速、重载等较苛刻条件下存在的摩擦磨损性能差的问题，利用微弧氧化膜层与底材强结合力和高硬度特性，通过精确调控微弧氧化工艺参数，在铝、钛合金表面制备了综合性能优异的氧化物陶瓷膜层。通过改性电解液的化合物成分，实现了轻合金表面微弧氧化膜的原位着色，所得到的氧化膜层色彩多样、色泽均匀、稳定性好。研究表明，电解液中着色化合物成分是决定膜层颜色与性质的关键因素。以绿色环保的低共熔离子液体作为电解质，发展了在轻合金（主要为铝、镁合金）表面电镀和化学镀(置换镀)制备金属及其复合镀层的方法。