鎂合金無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化及有機(jī)涂層防護(hù)研究.pdf

1、鎂合金密度低、比強(qiáng)度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱好、可回收利用被譽(yù)為二十一世紀(jì)的綠色工程材料,近年來(lái)在汽車、航空、通訊、電子、機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但鎂合金的耐腐蝕性能較差是阻礙其應(yīng)用的主要因素,其應(yīng)用前景在很大程度上取決于防護(hù)措施。研究鎂合金的腐蝕機(jī)理,開(kāi)發(fā)防護(hù)技術(shù),對(duì)于推進(jìn)鎂合金的產(chǎn)業(yè)化具有重大的意義和應(yīng)用價(jià)值。 本文主要是針對(duì)鎂合金表面無(wú)鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝進(jìn)行了研究,獲得了耐蝕性良好的轉(zhuǎn)化膜,以及轉(zhuǎn)化溶液pH值的變化對(duì)轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響

2、,成膜機(jī)理。并對(duì)試樣進(jìn)行有機(jī)涂裝,研究有機(jī)涂層的性能。 選用無(wú)鉻的磷酸鹽-高錳酸鹽-調(diào)整pH值的化學(xué)轉(zhuǎn)化方法,得到不同的轉(zhuǎn)化膜。并采用金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、腐蝕失重、拉伸試驗(yàn)等方法對(duì)鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的宏觀及微觀形貌、化學(xué)成分、相結(jié)構(gòu)、耐腐蝕性能及結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)和分析。 轉(zhuǎn)化后的AZ91D鎂合金在3.5％NaCl溶液中進(jìn)行腐蝕浸泡試驗(yàn),轉(zhuǎn)化

3、膜的耐蝕性隨轉(zhuǎn)化液的pH值的升高先升高后降低,當(dāng)轉(zhuǎn)化液的pH值在4～5之間時(shí),轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性最佳,優(yōu)于DOW7配方。經(jīng)檢測(cè)轉(zhuǎn)化膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),表面均勻,主要成分為:Mg、Al、Mn、O元素,并由這些元素的氧化物、氫氧化物MgO、Mg(OH)2、MgAl2O4、Al2O3、Al(OH)3、MnO2組成。MgAl2O4、Al2O3、MnO2能對(duì)基體起到良好的保護(hù)作用。磷酸鹽-高錳酸鹽轉(zhuǎn)化液的pH值對(duì)轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性有重要的影響。轉(zhuǎn)化膜上存在大

4、量微裂紋可不經(jīng)任何表面粗糙處理即可進(jìn)行有機(jī)涂層處理。然而AZ31鎂合金上轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性較差,比AZ91D鎂合金的要低一個(gè)數(shù)量級(jí),對(duì)基體起不到保護(hù)作用。主要是由于AZ31形成的轉(zhuǎn)化膜的不連續(xù)分布與其形成電偶,加速了合金的腐蝕。然后對(duì)轉(zhuǎn)化后的AZ91D鎂合金進(jìn)行有機(jī)涂裝處理,以Q235作為對(duì)比試驗(yàn),有機(jī)涂層與前者的結(jié)合力優(yōu)良,均優(yōu)于后者。通過(guò)SEM檢測(cè)有機(jī)涂層和基底結(jié)合面斷面,發(fā)現(xiàn)有機(jī)涂層均勻分布。進(jìn)一步證實(shí)了AZ91D鎂合金通過(guò)該無(wú)鉻化學(xué)