AZ80镁合金表面冷喷涂铝/微弧氧化复合涂层耐蚀性能
2021-12-21李忠盛吴护林丁星星黄安畏宋凯强詹青青丛大龙
李忠盛,吴护林,丁星星,黄安畏,宋凯强,詹青青,丛大龙
(西南技术工程研究所,重庆 400039)
镁合金因其优异的比强度、比刚度和阻尼、减振、降噪性等性能,已经被广泛应用于航空航天、舰船、海洋石油作业、兵器工业等诸多领域[1-4]。然而,镁合金电极电位低,易在潮湿空气、含硫气氛、海洋大气等环境中发生腐蚀,限制其进一步的应用[5-6]。例如,岛礁装备镁合金构件长期处于海洋、岛礁环境高温(年均≥28 ℃)、高湿(年均≥80%)、高氯离子质量浓度(0.2405~0.4768 mg/m3)、强阳光辐射(年均≥6400 MJ/m2)的“三高一强”严酷服役条件下,面临严重腐蚀问题[7-8]。另外,镁合金还容易因冲击而受到表面损伤,制造或大修期间不正确的处理或工具造成的划痕都可能导致腐蚀发生,这不仅严重影响装备可靠性,还会因为腐蚀导致构件突然失效断裂,引发安全问题,因此需要对涂层进行腐蚀与防护。
在过去的几十年中,许多专家学者致力于开发特定的表面处理方法,如电镀[9]、阳极氧化[10]、微弧氧化[11],纳米涂层[12]等,来防止镁合金腐蚀,以延长装备的使用寿命。但是,这些涂层仍面临环境、可靠性和经济性的多重挑战。在镁合金的防腐中,铝是应用十分广泛的一种涂层,其制备方法主要包括物理气相沉积、热喷涂和冷喷涂等。物理气相沉积制备的铝涂层较薄、成膜效率低、结合力差[13]。热喷涂涂层虽然在厚度、成膜效率等方面存在优势,但孔隙率高、结合力较差,在综合耐蚀性能方面表现不佳。赵建华等[14]利用电弧喷涂在AZ91D镁合金表面制备喷涂铝层,经微弧氧化处理后生成了Al/Al2O3复合涂层,由于电弧喷涂铝层存在较多的喷涂缺陷,对AZ91D镁合金耐蚀性的改善作用有限。……
