镁合金粉末涂层工艺及应用

粉末涂层（Powder Coating）技术是一种将有颜色的树脂固化粉末涂敷在基材上，然后加热使聚合体熔化而获得均匀、致密、无孔的涂层。与传统涂装工艺相比：①粉末涂层技术对环境无害，即使在样品粗糙表面和边缘处经过一次简单操作下也可获得均匀的厚膜层；②涂料利用率高（95%～97%），未涂上的粉末可以回收利用，涂料性能好，耐久性比液体涂覆高数倍，附着力极强，硬度高，耐磨，抗撞击工艺条件容易控制；③可使用许多种类的合成树脂，甚至连不溶解于有机溶剂的碱性树脂也可以使用。该方法不仅符合环保而且同时提高耐蚀性和结合力。然而，该技术有一些固有的缺点：①粉末必须保存在非常干燥、粉化的状态，不能含有任何颗粒；②难于获得薄涂层；③难于保持色彩匹配和均匀性；④凹槽区域难于涂上涂层；⑤高的固化温度可能使某些镁合金基体难于承受。

与所有涂层工艺一样，要获得质量理想的表面涂层，合适的表面预处理是至关重要的。一般的镁合金前处理步骤：①用碱性或酸性溶液清洗金属表面；②用清水清洗金属表面；③用酸性溶液清洗金属表面；④用清水清洗金属表面；⑤用一种无铬溶液进行预处理。由Applied Coating Technology公司发现，在镁合金的前处理工艺中采用一种可供选择的铬酸盐处理工艺作为粉末涂层的底层是无效的，对镁合金而言进行铬化处理的工艺不适用于粉末涂层技术。为此发展了一种使用有机金属或钛基金属制备转化膜的方法而获得了理想的涂层，见表6-23。

表6-23 镁合金粉末涂层工艺

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粉末涂层可以采用许多方式获得，包括静电粉末喷涂、流化床法、热塑性粉末火焰喷涂。火焰喷涂被用于在各种镁合金上喷涂乙烯丙烯酸（Ethylene Acrylic Acid，EAA）共聚物。当塑性粉末在通过已加热的基体表面以及熔化聚合物的某种火焰时被向前推进，之后粉末颗粒熔化聚合并在基体上铺展成连续涂层。由于丙烯酸的功能团能通过氢键和离子键促进其与基体的结合，因此EAA与金属之间具有良好的附着力。应该指出，在该方法中表面制备是获得最佳涂层附着力的关键。因为自由金属越多，氢键随后的附着力越大，由于镁在空气中的氧化非常快，这就给附着力带来了问题。表面上的任何油脂和化学污染物在加热期间都会因脱气而降低附着力和形成针孔，所以必须严格控制加工条件以便获得所期望的附着力、耐蚀性、低温变形性、断后伸长率和磨损抗力。颗粒尺寸、分布以及颗粒在火焰中的停留时间、添加剂混合的好坏和交联程度等因素对所制备的涂层质量都有重要影响。

由具有羧酸基或二元酸二水化合物功能团的聚酯树脂组成的固化剂加入一种环氧树脂粉末在镁基体上喷涂的一种以环氧树脂为基的粉末涂层在盐雾试验和腐蚀循环试验都获得了令人满意的耐蚀性。目前粉末涂层已被成功地用于涂覆发动机阀盖的镁铸件。