镁合金表面冷喷涂纳米铝锌涂层及其腐蚀性能研究

2017-06-01 16:32:27 作者：本网整理来源：贾利，崔烺，郑子云，李经纬（中国兵器科学研究院宁波分院分享至：

    冷喷涂作为一种新型的表面处理喷涂工艺，经过近三十年的研究发展，其实际应用范围也在不断扩大[1-3]。由于冷喷涂技术工作温度较低，对粉末粒子和基体的热影响较小，因此可以在不改变粉末颗粒结构的情况下来制备涂层[4]。本研究拟针对纳米铝锌粉末，通过冷喷涂工艺在镁合金表面制备涂层，并对涂层的腐蚀性进行了研究。

    1 试验材料和方法

    试验采用AZ91 镁合金作为基体，喷砂处理后用丙酮洗净表面油污。采用纳米铝锌粉末作为涂层材料。

    试验设备采用德国CGT3400 冷喷涂设备，所用工艺参数为：气体压力2.5MPa，温度350℃，喷涂距离30cm，工作气体采用氮气。涂层的动电位极化曲线采用PARSTAT 2273 Advanced ElectrochemicialSystem 测定，试样的工作面积为10mm×10mm，将饱和甘汞电极作为参比电极，铂电极作为辅助电极，3.5%NaCl 溶液作为腐蚀介质。盐雾腐蚀试验的溶液为5%NaCl 溶液。

    2 试验结果及分析

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图1 为纳米铝锌涂层的截面微观形貌图。分析可知，黑色部分为铝，白色部分为锌，涂层中锌占13.6%。图1 中黑色孔洞部分为气孔，且气孔为封闭性气孔，气孔率为0.2%。涂层厚度均匀，为600μm。

涂层与基体之间的界面平整、清晰。涂层与基体的结合强度为17MPa，涂层截面显微硬度为127HV0.2。

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镁合金和涂层的极化曲线如图2 所示。可看到，试样工作表面和辅助电极上均会有气泡产生，且试验结束后试样表面较为粗糙。从极化曲线中可看到涂层的自腐蚀电位高于镁合金基体，试验过程中镁合金基体一直处于活性溶解状态，涂层在经短暂的活性溶解之后进入钝化阶段。随外加电位的增加达到其点蚀点位，涂层表面的氧化膜被击穿，失去对镁合金基体的保护作用。

对极化曲线进行Tafel 拟合，结果如表1 所示，涂层的自腐蚀电位高于基体，说明其腐蚀倾向低于基体。其自腐蚀电流密度低于基体，说明其腐蚀速率低于基体，这能为基体起到较好的保护作用。

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