本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種壓鑄鎂合金表面改性粉體熔滲工藝，通過熔滲技術(shù)形成壓鑄鎂合金件表層合金濃度梯度化，所采取的技術(shù)方案是將不同的改性粉體不加入任何粘結(jié)劑直接噴涂于壓鑄模具的分模劑表面，將液態(tài)鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可在鎂合金零件表面形成改性層。它從根本上改變了鎂合金表面物理化學(xué)性質(zhì)及力學(xué)性能，所形成的表面改性層連續(xù)致密，不含有機(jī)物，具有良好的耐蝕性和耐磨性并簡化了現(xiàn)有鎂合金的表面改性工藝，實現(xiàn)了綠色、環(huán)保、無污染生產(chǎn)。本發(fā)明專利技術(shù)工藝簡單，參數(shù)易于控制，成品率高，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及金屬表面改性，尤其涉及一種壓鑄鎂合金表面改性粉體熔滲工藝。
技術(shù)介紹
鎂作為最輕的工程金屬材料(密度1.8g/cm3，為鋁的2/3，鋼的1/4)，具有 比重輕、比強(qiáng)度及比剛度高、阻尼性及切削加工性好、導(dǎo)熱性好、電磁屏蔽能 力強(qiáng)以及易于回收等一系列獨特的性質(zhì)，可滿足航空、航天、現(xiàn)代汽車工業(yè)對 減重、節(jié)能的要求，并可替代工程塑料作電子設(shè)備的殼體及結(jié)構(gòu)件，以滿足產(chǎn) 品的輕、薄、小型化，高集成度及環(huán)保等要求，提高能源利用效益。但是目前 還存在著大量有待于解決的技術(shù)方面的難點制約著壓鑄鎂合金部件的進(jìn)一步應(yīng) 用，這主要表現(xiàn)在鎂是一種非常活潑的金屬，在大氣(尤其潮濕的空氣)、酸性 物質(zhì)和鹽(尤其氯化物)中溶解度高和腐蝕速度快，且形成的腐蝕產(chǎn)物疏松、 穩(wěn)定性差，這種致命缺點嚴(yán)重制約了鎂合金的廣泛應(yīng)用。目前鎂合金表面改性主要采用的方法有陽極氧化、電鍍涂敷等工藝，雖然 這些工藝可不同程度地減緩鎂合金的腐蝕，但仍存在許多不足，如有些耐蝕涂 層與鎂合金基底之間存在明顯界面，表層組織疏松多孔，且多含有機(jī)物，容易 開裂或剝落，有些工藝環(huán)節(jié)還會對環(huán)境造成污染等。鑒于現(xiàn)有工藝方法存在局 限性，目前各方均積極致力于鎂合金表面改性方面的前沿性研究，如氣相沉積、 微弧氧化、離子注入、激光表面處理等，但以上技術(shù)尚不成熟，工藝和成本難 為企業(yè)所接受，有些技術(shù)還處于探索階段，難以滿足實際要求，無法廣泛應(yīng)用 在工業(yè)生產(chǎn)中。
技術(shù)實現(xiàn)思路
鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問題，本專利技術(shù)旨在提供一種通過熔滲的方法對 壓鑄鎂合金進(jìn)行表面改性的工藝方法。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的一種壓鑄鎂合金表面改性粉體熔滲工藝，通過熔滲技術(shù)形成壓鑄鎂合金件表層合金濃度梯度化，所采取的技術(shù)方案是將不同的改性粉體不加入任何粘結(jié) 劑直接噴涂于壓鑄模具的分模劑表面，將液態(tài)鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷 卻即可在鎂合金零件表面形成改性層，包括如下步驟a. 先將分模劑涂敷于壓鑄模具表面上；b. 將改性粉體噴涂于分模劑上；C.在壓鑄條件下，將液態(tài)鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即成。所述的改性粉體為Si、 Sn、 Cr、 Al、 Zn、 Cu、 SiC、入1302的一種或兩種以 上的混合粉體，其粒度為微米級或納米級。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的技術(shù)效果是顯而易見的它從根本上改變了鎂合金表面物理化學(xué)性質(zhì)及力學(xué)性能，并簡化了現(xiàn)有鎂合金的表面改性工藝，實現(xiàn)了綠色、環(huán)保、無污染生產(chǎn)。具體包括:1、 所述技術(shù)方案所形成的表面改性層(包括復(fù)雜腔體)連續(xù)致密，不含有 機(jī)物，具有良好的耐蝕性和耐磨性；2、 所述表面改性層與鎂合金基底為冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，不易產(chǎn)生表層 開裂或剝落；3、 所述改性粉體不加任何粘結(jié)劑直接噴涂于壓鑄模具的分模劑表面，改性 粉體不易氧化，不粘模、對模具沒有任何損傷，綠色環(huán)保無污染；4、 所述表面改性層的成分和厚度根據(jù)實際要求可調(diào)，尤其對于重要局部， 特別是復(fù)雜腔體的局部可進(jìn)行靈活調(diào)整；5、 可方便進(jìn)行后續(xù)的表面處理，如在含鋁的表面改性層基礎(chǔ)上可進(jìn)而做微 弧氧化等處理。6、 本專利技術(shù)的工藝簡單，參數(shù)易于控制，成品率高，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。具體實施例方式分別取粒度不同改性粉體(Si、 Sn、 Cr、 Al、 Zn、 Cu、 SiC、 "302等)，采用廣口干粉噴霧器、點式干粉噴霧器及封閉式模具內(nèi)部自動噴霧器等三種方法 將粉體均勻噴于模具表面、局部表面或內(nèi)部，在壓鑄條件下，將液體鎂合金澆 注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可形成表面改性層或局部表面改性層。具體實施例如下-實施例l將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取粒度為100pm的Si粉，采用廣口干 粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的全部表面，厚度約為l.Omm，在壓鑄條件 下，即澆注溫度660-680度；壓射速度2-4m/s;壓射比壓40-60MPa，將液 體鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可形成表面改性層0.4 0.6mm。實施例2將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取粒度為lOOiim的Al粉，采用廣口干 粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的全部表面，厚度約為l.Omm，在如上所述 的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可形成表面改性層 0.4 0.6mm。實施例3將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取比例為1: 1的A1、 Zn混合粉體， 粒度約為100pm，采用廣口干粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的全部表面， 厚度約為l.Omm，在如上所述的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型中 壓鑄冷卻即可形成表面改性層0.4 0.6mm。實施例4將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取比例為1: 1的Al、 Zn混合粉體， 粒度約為100pm，根據(jù)要求采用點式干粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的局 部表面，如閉門器內(nèi)腔，厚度約為l.Omm，在如上所述的壓鑄條件下，將液體 鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可形成局部表面改性層0.4 0.6mm。實施例5將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取粒度為50pm的SiC粉，采用廣口干 粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的全部表面，厚度約為0.5mm，在如上所述 的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可形成表面改性層 0.1 0.3mm。實施例6將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取粒度為50pm的SiC粉，根據(jù)要求采 用點式干粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的局部表面，如閉門器內(nèi)腔，厚度約為0.5mm，在如上所述的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄 冷卻即可形成局部表面改性層0.1 0.3mm。 實施例7將分模劑均勻涂敷于封閉式壓鑄模具表面，噴霧器直接開設(shè)在模具上，取 粒度為50pm的SiC粉，采用自動噴射模式將粉體均勻噴于內(nèi)部及表面上，涂層 厚度約為0.5mm，在如上所述的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型中 壓鑄冷卻即可形成表面改性層0.1 0.3mm。實施例8將分模劑均勻涂敷于壓鑄模具表面，取粒度為50^im的Al3O2粉，采用廣口 干粉噴霧器將粉體均勻噴涂于分模劑的全部表面，厚度約為0.5mm，在如上所 述的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即可形成表面改性 層0.1 0.3mm。實施例9將分模劑均勻涂敷于封閉式壓鑄模具表面，噴霧器直接開設(shè)在模具上，取 粒度為100nm的SiC粉，采用自動噴射模式將粉體均勻噴于內(nèi)部及表面上，涂 層厚度約為0.2mm，在如上所述的壓鑄條件下，將液體鎂合金澆注于金屬鑄型 中壓鑄冷卻即可形成表面改性層。對上述實例所制成的鎂合金鑄件表面改性層進(jìn)行鹽霧腐蝕試驗及磨損實 驗，經(jīng)于基體合金對比，耐蝕性及耐磨性均有大幅提高，其實驗結(jié)果見表l。表1鎂合金鑄件表面改性層鹽霧腐蝕及磨損實驗結(jié)果序號 改性粉體_______耐蝕性能提高(倍)——耐磨性能提高(倍)1 Si(100— 12.8 5.62 Al(100ixm;) 2.6 2.7 比例為1:1的Al、Zn混合粉體(100nm) ' '4 SiC(50— 14.7 5.45 Al3O2(50— 12.5 4.76 SiC(100nm) 14.0 6.2上述實施例9中，由于粉體粒度小，在封閉式模具內(nèi)會懸浮一部份粉體顆 粒，壓鑄過程中會有部分粉體進(jìn)入熔體內(nèi)部，也起到一定的基體強(qiáng)化的效果。以上所述，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種壓鑄鎂合金表面改性粉體熔滲工藝，包括如下步驟： ａ．先將分模劑涂敷于壓鑄模具表面上； ｂ．將改性粉體噴涂于分模劑上； ｃ．在壓鑄條件下，將液態(tài)鎂合金澆注于金屬鑄型中壓鑄冷卻即成。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉趙銘，權(quán)高峰，張英波，陳美玲，
申請(專利權(quán))人：大連交通大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：91[中國|大連]
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