AZ31鎂合金陽極氧化工藝的研究.pdf

1、本文開發(fā)了一種環(huán)保型AZ31鎂合金陽極氧化電解質(zhì)溶液配方及其工藝。該配方不含鉻、氟等對(duì)人類健康有毒有害的組分，卻能顯著提高AZ31鎂合金以耐蝕性為主的表面綜合防護(hù)性能。借助恒電流陽極氧化技術(shù)及動(dòng)電位掃描極化曲線技術(shù)對(duì)不同電解質(zhì)溶液成膜效果進(jìn)行快速評(píng)價(jià)，經(jīng)過篩選實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，確定了AZ31鎂合金陽極氧化電解質(zhì)溶液的有效組分及其優(yōu)化配方。電化學(xué)極化曲線測(cè)試研究結(jié)果表明，該工藝能顯著提高鎂合金AZ31的腐蝕防護(hù)性能。不同電解質(zhì)溶液組分及其濃

2、度對(duì)陽極氧化膜組成、結(jié)構(gòu)和厚度等造成不同的影響。 在此基礎(chǔ)之上，文章對(duì)各種因素對(duì)AZ31鎂陽極氧化成膜過程及膜層性能的影響展開較為系統(tǒng)的研究。除電解質(zhì)溶液配方之外，AZ31鎂合金陽極氧化成膜效果還受施加電流密度大小、處理時(shí)間、溶液溫度以及前、后處理工序等多種因素的影響。研究表明：在恒電流條件下，AZ31鎂合金陽極膜的生長(zhǎng)速率隨著所施加的電流密度以及處理時(shí)間增大而增加，膜層厚度也隨處理時(shí)間和施加電流密度的增加而增厚。當(dāng)成膜電解質(zhì)溶

3、液相同時(shí)，膜層耐蝕性能主要由其厚度決定，膜層越厚，其對(duì)基體金屬的腐蝕防護(hù)能力越強(qiáng)。升高溫度對(duì)陽極氧化膜的生長(zhǎng)不利。陽極氧化過程中槽電壓行為主要受膜層厚度及其組成、結(jié)構(gòu)等的影響。 本文對(duì)陽極氧化膜成膜過程和腐蝕防護(hù)機(jī)理也進(jìn)行了探討。掃描電鏡(SEM)觀察結(jié)合陽極氧化成膜現(xiàn)象分析表明，鎂陽極氧化過程初始階段總是在鎂合金表面不同區(qū)域進(jìn)行，多孔陽極氧化膜在橫向不斷加大對(duì)基體金屬的覆蓋率，在縱向不斷互相重疊增加其膜層厚度。能譜(EDS)和

4、X射線衍射(XRD)研究表明，電解質(zhì)溶液和合金基體都參與了成膜過程。 動(dòng)電位掃描極化曲線技術(shù)表明，本研究中，經(jīng)過陽極氧化處理的AZ31鎂合金自腐蝕電流密度(icorr)大致減小為未經(jīng)氧化處理的試樣的1/90，擊穿電壓(△E)顯著增大了1000mV左右。EIS研究結(jié)果表明，AZ31鎂合金空白試樣在浸泡的初始階段就發(fā)生了點(diǎn)蝕，而AZ31鎂合金陽極氧化膜試樣在浸泡的初級(jí)階段沒有發(fā)生點(diǎn)蝕，這是由于陽極氧化膜的保護(hù)作用。隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)