鎂合金環(huán)保型無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝及膜層性能研究.pdf

1、鎂合金密度低、比強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、可以回收利用，在汽車和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色工程材料”。然而，鎂合金高度的化學(xué)活潑性使其在使用環(huán)境下極易發(fā)生腐蝕破壞，較差的耐腐蝕性能已經(jīng)成為進(jìn)一步擴(kuò)大鎂合金應(yīng)用的主要障礙。因此必須對(duì)鎂合金表面進(jìn)行處理以提高其耐腐蝕性能。 化學(xué)轉(zhuǎn)化處理是鎂合金表面處理的一種常用方法。傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜雖然具有較好的防護(hù)性，但是由于六價(jià)鉻具有毒性且污染環(huán)境，因此鉻酸鹽處理受到

2、了嚴(yán)格的限制。鎂合金的無鉻轉(zhuǎn)化處理越來越受到關(guān)注，磷化處理是無鉻轉(zhuǎn)化處理的一種方法，通過在鎂合金表面形成一層非金屬的、不導(dǎo)電的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，可以提高鎂合金的耐腐蝕性能。 本文針對(duì)AZ31鎂合金表面磷化處理工藝及膜層性能進(jìn)行了研究。在綜合分析國(guó)內(nèi)外鎂合金表面磷化處理研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過成膜情況和腐蝕狀況試驗(yàn)，選取出一種成膜效果較好、耐腐蝕性能較好的磷化基礎(chǔ)配方為：Mn(NO<,3>)<,2> 20 g/L與NaH<,2>PO<,

3、4> 40 g/L。通過單獨(dú)添加各種促進(jìn)劑(如檸檬酸、硅酸鈉、鉬酸鈉、氟化鈉)，采用浸蝕試驗(yàn)評(píng)價(jià)添加劑的效果，選取出能進(jìn)一步提高鎂合金表面磷化膜耐腐蝕性能的添加劑為檸檬酸，并確定了適用于AZ31鎂合金表面磷化的優(yōu)化配方為：Mn(NO<,3>)<,2> 20 g/L、NaH<,2>PO<,4>40 g/L、檸檬酸3 g/L。采用浸蝕試驗(yàn)方法研究鎂合金表面磷化工藝參數(shù)，并確定了最佳工藝條件為：溫度60℃、時(shí)間60 min、pH值3。

4、 采用SEM、EDS、XRD對(duì)鎂合金表面磷化膜層的形貌、成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，鎂合金表面經(jīng)過優(yōu)化配方處理后，磷化膜均勻、細(xì)小、致密，膜層主要由氧、磷、錳等元素構(gòu)成，呈單斜晶磷化膜結(jié)構(gòu)。 采用腐蝕浸泡、動(dòng)電位極化曲線等方法，對(duì)不同工藝下得到的磷化膜進(jìn)行了耐腐蝕性能分析。結(jié)果表明，優(yōu)化后的鎂合金耐腐蝕性能顯著增強(qiáng)。 采用電位-時(shí)間曲線，對(duì)磷化成膜機(jī)理進(jìn)行了初步研究，得到磷化膜的形成由三個(gè)基本過程構(gòu)成：(1)基體