稀土鎂合金環(huán)保型陽極氧化工藝的研究.pdf

1、鎂合金是現(xiàn)今實際應用中最輕的結構金屬材料，具備高比剛度、比強度和極好的切削加工性能和減振性能等，在航空、交通、電子和3C等領域均具有廣闊的應用前景，被稱為二十一世紀最具開發(fā)和應用潛力的“綠色工程材料”。但鎂合金的耐蝕性差阻礙了其應用的進一步擴展。因此，基于提高鎂合金表面防護性能，延長鎂合金使用壽命的陽極氧化工藝及其腐蝕行為的研究具有重要的意義。陽極氧化作為一種新興的材料表面陶瓷化技術，操作簡單、生產成本低，多孔膜層，可用于防護和裝飾目的

2、，且能有效提高鎂合金的耐腐蝕性。
　　本論文在參考、分析國內外相關文獻的基礎上，對鎂合金陽極氧化工藝及相關基礎理論研究現(xiàn)狀進行了總結，以稀土鎂合金為原料，著重從開發(fā)不含鉻、氟、磷的無毒無害的環(huán)保型陽極氧化工藝著手，并對影響鎂合金陽極氧化膜層性能的因素進行了初步的研究，采用的檢測手段有動電位極化曲線、全浸蝕實驗，掃描電鏡、電子能譜等表面觀測技術。
　　本文選用NaOH、Na2SiO3、Na2B4O7、Na2CO3作為陽極氧化電

3、解液的主要組分，采用正交試驗方法，利用極差分析確定陽極氧化最佳電解液為50g/L氫氧化鈉，100g/L硼酸鈉，20g/L硅酸鈉，30g/L碳酸鈉。
　　在確定電解液成分后，采用恒電壓技術對鎂合金進行陽極氧化，通過全浸蝕實驗測得的腐蝕率對不同試驗條件下所得氧化膜進行初步評價，研究其它工藝參數(shù)對氧化膜形成的影響。結果表明，最佳工藝參數(shù)為：室溫下，氧化時間15 min，工作電壓60V，脈沖頻率300Hz，并且工作電壓越大、時間越長，膜越

4、厚，但超過一定值，膜表面會變粗糙，耐蝕性下降。而脈沖頻率正好相反，當脈沖頻率超過400Hz后，陽極氧化膜呈透明薄膜狀。
　　同時，使用掃描電子顯微鏡觀測膜層表面形貌，涂層測厚儀測量氧化膜厚度，EDS分析膜層元素組成。研究結果表明，最優(yōu)化工藝下形成的氧化膜厚約15μm，極好地結合在鎂合金基體上，且外觀良好，均勻致密，腐蝕性能有較大的提高；氧化膜是一種復合陶瓷膜，元素組成為C、O、B、Mg、Si。元素C、Si和B的存在，這說明在陽極氧