随着世界能源的快速利用和大量消耗,进入二十一世纪人类越来越注重节能减排,于是提出汽车轻量化等措施。镁合金由于其优异的比强度和比刚度等性能被寄予厚望,而它自身的一些缺点限制了其在工业生产中的应用,耐蚀性较差就是其中重要的一点。本文选用AZ31B镁合金为基体,采用低压冷喷涂技术在其表面制备了氧化铝增强铜锌合金复合涂层和铜-锌混粉复合涂层,采用了金相显微镜、体式显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪等对冷喷涂层进行形貌、组织结构、相组成和腐蚀形貌等进行了分析与表征。采用维式显微硬度计、万能拉伸实验机和摩擦磨损试验仪测试和分析了涂层的相关性能,采用电化学工作站对涂层的腐蚀行为进行了研究。主要研究内容如下:通过一系列的实验筛选出冷喷涂制备上述两种不同材料涂层的最优工艺参数。低压冷喷涂工作气压为0.6～0.8MPa,气体为压缩空气,喷涂距离定为12mm,通过调节气体温度、供粉档位、喷嘴移动速度和氧化铝含量,以厚度和初步致密性测试为指标,来探索涂层沉积最优工艺参数。本文涂层原始粉末采用了球形铜粉、类球形锌粉、类球形铜锌合金粉和不规则多边形氧化铝粉,其中氧化铝粉主要起到提高粉末流动性和夯实涂层的作用。通过一系列实验得到以下规律:球形铜粉流动性较好,粉末沉积率较高,但涂层孔隙率较大;铜锌合金粉流动性较好,但不易发生塑性变形,故加入50 wt.%氧化铝后改善粉末变形能力,提高沉积率,同时增大涂层致密度;锌粉的流动性较差,在加入球形铜粉和氧化铝粉后,流动性改善,铜-锌混粉复合涂层的沉积率和致密度也有所提升。铜锌合金复合涂层、铜-锌混粉复合涂层两者都可以为镁基体提供一定的耐蚀防护。铜锌合金复合涂层和铜-锌混粉复合涂层对镁合金表面硬度都有较大的提升,且在氧化铝增强相的夯实作用下,两种涂层的致密度良好,孔隙率较低。铜-锌混粉复合涂层摩擦过程中的金属磨屑进入磨痕堆积,会降低涂层的磨损速率,表现出比铜锌合金复合涂层更好的耐磨性能。两种氧化铝增强复合涂层与基体的结合力良好。在防腐性能测试中将两种复合涂层与纯铜涂层对比,结果显示纯铜涂层的腐蚀防护效果最差。由于氧化铝增强相的缺失导致纯铜涂层的致密度较低,使其在浸泡初期的自腐蚀电流密度与镁基体相接近,在3.5wt.%Na Cl溶液中浸泡360h后,涂层表面有明显裂纹出现,涂层阻抗在此时也已经降低。氧化铝增强铜锌合金复合涂层和铜-锌混粉复合涂层对镁合金起到了良好的腐蚀防护作用。浸泡初期两者的自腐蚀电流密度均比镁基体低,铜锌合金复合涂层表现为明显的点蚀腐蚀行为,蚀点产物为较为致密的Zn O,加之涂层致密度较高,浸泡520h后涂层无明显裂纹出现。铜-锌混粉复合涂层表现出明显的层蚀,随浸泡时间的增长,在其表面锌的腐蚀产物堆积愈来愈多,在浸泡720h后,对涂层截面进行观察发现涂层被腐蚀的深度仅80μm,结合磨痕形貌分析,锌还改变了涂层的磨损机理,使铜-锌混粉涂层的磨损率降低。