镁合金组合件氧化处理工艺
镁合金表面处理方法
镁合金表面处理方法
常见的镁合金表面处理方法包括：
1. 阳极氧化：将镁合金制品作为阳极，经过电解处理，在硫酸、硝酸、磷酸等溶液中形成氧化膜，并以阳极氧化的方法进行膜层增长，以提高镁合金的耐蚀性、硬度和耐磨性。
2. 电化学抛光：将镁合金制品浸泡在含有工业碱的电解液中，通过电解反应溶解表面的氧化层和锈层，使表面变得光滑且均匀。
3. 化学镀：利用化学溶液中的金属基质离子，在镁合金表面上化学还原析出金属膜层，以增加镁合金的表面性能。
4. 电镀：通过电解将金属阳离子沉积在镁合金表面，形成金属膜层，包括镍、铬、铜等。
5. 喷涂涂层：将陶瓷、聚合物等高强度材料喷涂在镁合金表面，以提高其表面硬度、磨损性和耐腐蚀性。
6. 增强改性：通过加工、热处理和强化合金等方式，改善镁合金的力学性能和耐蚀性。
这些处理方法可以根据镁合金的具体用途和要求来选择和应用，以提高镁合金的性能和延长使用寿命。
镁合金表面处理微弧氧化技术
2、微弧氧化机理
微弧氧化电源 + 电压/电 流检测
工 件
压缩空气
信号采集器
冷却水出
冷却水进
图1 微弧氧化装置简图 [4]
不锈钢槽，接电源负极；
用压缩空气或螺旋桨进行搅拌，使整个电解液的浓度和 温度均匀； 用不锈钢或塑料板制成冷却水夹层，微弧氧化时不断通 冷水，这是由于该过程中要求的电解液的温度不要过高。
3 微弧氧化后处理工序
由于微弧氧化陶瓷层表面分布着大量的微孔，为了 进一步提高陶瓷层的耐蚀性，在微弧氧化后都要对镁合 金表面进行封孔处理，封孔有利于提高微弧陶瓷层的耐 蚀能力，同时也可以增加膜层的色泽，改善膜层的美观 性。
常用的封孔剂有去离子水、石蜡、丙稀酸、环氧树
脂或酚醛清漆。去离子水封孔是将微弧阳极氧化后 的镁合金置于沸水中煮大约10min；有机物封孔, 用 丙酮将环氧树脂或酚醛清漆稀释，将微弧阳极氧化 后的镁合金在有机溶液中反复浸渍多次，然后晾干。
结束语：
镁合金微弧氧化技术作为一种新的表面处理技术，
它的应用前景是非常广阔的。该技术的关键是根据微弧 氧化工艺参数对微弧陶瓷层的生成及其耐蚀性影响的定
性规律，确定最佳工艺参，这是国内外学者研究的重点。 因此我们应该加强这方面的投入和研究。
谢 谢！
镁合金微弧氧化技术
主要内容：
镁合金
表面处理技术
微弧氧化技术 微弧氧化技术的工艺
一、镁合金
1、镁
镁是地球上储量最丰富的元素之一，在地壳表 层金属矿的含量为2.3%。纯镁为银白色金属，其熔 点是651℃，密度为1.75—1.85g／cm3，仅为钢的 1/4，铝的2／3，是最轻的工程金属。
但是纯镁力学性能很差，不能用来做结构材料，经过 合金化及热处理以后，其强度大大提高，得到了广泛应 用。
镁合金金黄色导电氧化膜工艺
镁合金金黄色导电氧化膜工艺镁合金比重在所有结构用合金中属于最轻者。
我公司目前生产的电子通信设备中，其外壳、内部安装结构件如屏蔽盒、支撑板等采用了镁合金材料，要求具有一定的防护性及导电性。
通过调整配方及工艺参数对镁合金进行导电氧化处理，使镁合金表面形成金黄色氧化膜，以提高其防护性能。
标签：镁合金；导电氧化；金黄色1 引言镁合金具有比重小，比强度、比钢度高，电磁屏蔽性能、散热性能好等优点，是减轻武器装备质量，实现武器装备轻量化，提高武器装备各项战术性能的理想结构材料。
镁元素符号Mg，原子充数为12，电子结构为2-8-2，标准电极电位很负（-2.36V），化学活性极高，较易失去电子而发生氧化反应，从而导致镁及镁合金的耐腐蚀性很差。
导电氧化是防腐蚀表面处理手段中最常用也是最有效的方法之一。
通过导电氧化镁合金表面可获得致密、均匀、耐蚀、附着力强的金黄色的钝化膜层。
2 氧化工艺2.1 氧化试验材料试验所用的材料为AZ31B镁合金，它的化学成分见表1。
表1 镁合金AZ31B化学成分表氧化样件尺寸：60mm×60mm×1mm。
2.2 氧化过程工艺参数2.2.1 工艺流程碱洗→水洗→酸浸→水洗→氧化→水洗→吹干→烘干→检验。
2.2.2 典型工艺（1）碱洗：20g/L Na2CO3，18g/L Na3PO4，10g/L Na3SiO3，1g/L NaOH，温度：50～60℃，时间：5～8min。
（2）酸洗：50～100g/L HNO3，常温，时间：2～3min。
（3）铬酸盐处理：3-4g/L CrO3，1-3g/L Na2Cr2O7，0.5g/L NaF，0.5g/L 缓蚀剂，温度为常温，PH值为1.5，时间：5-10min。
2.3 各成分作用（1）铬酸CrO3：铬酸CrO3是成膜的主要成分，其含量对氧化膜的形成速度和外观质量都有着重要影响。
其含量低时，成膜速度较慢，膜较薄且不完整，色泽偏绿偏淡，耐腐蚀性能下降，含量增大，氧化膜越厚，耐蚀性好，色泽为金黄色，当含量过高时，反应速度太快，膜层结晶粗糙，不致密，色泽较深，附着力差。
镁合金超高频微弧氧化-概述说明以及解释
镁合金超高频微弧氧化-概述说明以及解释1.引言1.1 概述镁合金超高频微弧氧化是一种先进的表面处理技术，通过在镁合金表面产生微弧放电，使得其表面形成致密、均匀的氧化膜，从而改善镁合金的耐腐蚀性、硬度和耐磨性能。
镁合金作为一种重要的结构材料，在航空、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。
然而，由于其化学活性高、易被腐蚀等特点，限制了其在实际工程中的应用。
因此，研究开发一种能够有效提高镁合金表面性能的技术显得尤为重要。
传统的氧化处理方法存在着处理周期长、氧化膜质量不稳定等问题，无法满足实际工程中对镁合金表面处理的要求。
而镁合金超高频微弧氧化则通过利用超高频电源和特殊设计的电解液体系，在较短的时间内实现了较高的微弧放电频率，从而显著改善了氧化膜的形貌和性能。
此外，该技术还具有操作简便、能耗低等优点，进一步增加了其在工业领域的应用前景。
因此，镁合金超高频微弧氧化已成为当前镁合金表面处理领域的研究热点。
本文旨在系统地介绍镁合金超高频微弧氧化的原理、优势以及其在实际工程中的应用前景。
通过深入研究和分析，旨在为进一步推动镁合金超高频微弧氧化技术的发展提供科学依据。
1.2文章结构1.2 文章结构本篇文章将按照以下结构展开对镁合金超高频微弧氧化的介绍和分析：第一部分是引言部分，主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
在概述中，将简要介绍镁合金超高频微弧氧化的背景和研究意义。
接着，将说明文章的结构，包括不同部分的内容安排和主题。
最后，明确文章的目的，即通过对镁合金超高频微弧氧化的深入研究，探讨其应用前景和总结其优势。
接下来是正文部分，主要包括镁合金超高频微弧氧化的原理和优势两个方面。
在原理部分，将详细介绍镁合金超高频微弧氧化的工艺过程和相关机理，解释其为何能够在镁合金表面形成致密、耐磨、耐腐蚀的氧化层。
在优势部分，将分析镁合金超高频微弧氧化相比其他表面处理技术的优越性，例如优异的耐腐蚀性能、良好的耐磨性和较高的附着力。
镁合金的微弧氧化陶瓷工艺和生产应用研究
但 由于镁 合 金 的 化 学 性 能 极 为 活 泼 ，其 抗 腐 蚀 能 力 差 ．严 重地 影 响 和 限 制 了镁 合 金 在诸 多 领
我 们 的研 究 ，通 过 定 量试 验 和 验 证 ．检 验 和
域 的快 速 发 展 和 推 广应 用 。镁 合 金 必 须进 行 适 当
镁合 金 的 微 弧氧 化是 将 镁 合 金工 件 作 为 阳极 ，
置 于 电解 液 中 ，通 过 利 用 专 用 的微 弧 氧 化 电 源 ， 在 工 件 上 施 加 电压 ，在 高 温 、高 压 电场 作 用 下 ， 使工 件 表 面 的金 属 和 电解 质 溶 液 相互 作用 ，在 工 件 表 面 产 生 弧 光放 电 ，并 在热 化 学 、电化 学 和 等 离 子 化 学 的 共 同作 用 下 ，在 工件 表 面 原 位 生 成 陶
能 、双 极性 、高 频 率 微 弧 氧化 非 对 称性 脉 冲 交 流 电 源 ，其 主要 技 术 参 数 如 下 ： （ ）功 率 ：１０ Ｗ １ ０ｋ
（ ） 电 流 电 压 范 围 ：０ ２ ０ ／０ Ｖ， 可 设 定 、 可 ２ － ７ Ａ８０
技 术— — 铝 合 金 微 弧 氧 化 ，成 为 国 际 表 面 处 理 技
的表 面 防 护 处 理后 才 能使 用 。 目前 常用 的 防腐 蚀
掌 握 国 内外 经 验 和 成 果 ，再 通 过 分 析 ，结 合 生 产
实 际 ，自主创新 、攻克技术难 点 ，最 终应 用于生产 。
２２１试 验 过 程 ．．
方 法 主要 为化 学 氧化 、阳极 氧 化 、镀 铬 和 喷涂 等 ， 但 都 存 在 氧 化膜 薄 、耐 蚀 性 差 、工 艺 复杂 、成 本 较 高 和 污染 环 境 等 弊病 ，未 能 彻 底 的解 决 好 镁 合
镁合金微弧氧化工艺技术的研究毕业论文
摘要微弧氧化技术是一种绿色环保的新兴表面处理工艺技术，主要用于对铝、镁、钛等轻金属与其合金的表面处理，它能有效地在基体材料表面上原位生长一层均匀的瓷膜。
微弧氧化由于其工艺特点明显，表面处理的性能优势突出，自该技术被发明以来，备受人们的青睐。
研究了氧化时间、电压对膜层生长的影响。
并通过对膜层生长规律的研究与膜层厚度、粗糙度的测试，确定最佳的微弧氧化工艺条件。
采用扫描电镜(SEM)与X射线衍射相结构分析(XRD)对瓷氧化膜微观形貌与膜层结构进行分析，对瓷氧化膜的表面形貌和相成分进行了测试。
研究表明，电参数的控制对瓷层有重要影响。
通过对膜层的XRD分析可知，膜层主要由不同晶型的A12O3组成。
其中α-A12O3、γ-A12O3两相的生成是由熔融A12O3快速冷凝的结果。
关键词：微弧氧化技术；膜层；电参数ABSTRACTMicro-arcoxidation(MAO),anenvironment-protection and new surface treatment technologywas mainly used to the surface treatment of aluminum, magnesium, titanium and other light metals and their alloys, and can in homogeneous ceramic coating on the surface of these alloys. The MAO technology has an obvious advantage for surface treatment on account of its direct techniquecharacteristic.It has been paid much attention to since it was invented.The effect of technologic parameter such as oxidation time、voltage on the growth of MAO ceramic film is discussed. The best MAO process conditions are found by the research of the law of film growth,it，s thickness and surface toughness. Using SEM and XRD,the micro-shape and fabric of ceramic have been analyzed.The results showed that the control of electrical parameters in MAO plays an important role in the coatings. The phase structures of ceramic film are analyzed by XRD. The results show that ceramic film is made up of different kindsof A12O3,a nd the growth ofα-A12O3、γ-A12O3is the results of rapid condensationof melt A12O3 .KEY WORDS：micro-arc oxidation; coating; electrical parameters目录摘要IABSTRACT (II)目录III1绪论- 1 -1.1课题研究背景与意义- 1 -1.2微弧氧化机理- 3 -1.2.1微弧氧化基础机理- 3 -1.2.2微弧氧化成膜过程- 4 -1.3 铝合金微弧氧化瓷层的生长规律- 5 -1.3.1铝合金微弧氧化瓷层厚度增长规律- 5 -1.3.2铝合金微弧氧化瓷层的结构- 6 -1.3.3微弧氧化过程中热量的移散- 6 -1.4微弧氧化处理瓷层的特性与应用- 7 -1.4.1微弧氧化瓷层的特点- 7 -1.4.2微弧氧化瓷层的应用- 7 -1.5 微弧氧化技术的研究现状- 8 -1.6 课题研究的容与要求- 9 -2 实验设备与方法- 11 -2.1实验试样制备- 11 -2.2微弧氧化处理设备- 11 -2.3实验基本操作步骤- 14 -2.3.1微弧氧化处理工艺流程- 14 -2.3.2微弧氧化电解液的配置- 16 -2.4数据检测的设备（仪器）与方法- 16 -3 实验结果与分析讨论- 17 -3.1 微弧氧化时间的研究- 17 -3.1.1氧化时间对微弧氧化膜表面形貌的影响- 17 -3.1.2氧化时间对膜厚的影响- 18 -3.1.3氧化时间对膜粗糙度的影响- 19 -3.1.4氧化时间对膜层绝缘电阻的影响- 21 -3.2微弧氧化电压的研究- 22 -3.2.1电压对表面形貌的影响- 22 -3.2.2电压对瓷膜厚度的影响- 24 -3.2.3电压对瓷膜绝缘电阻的影响- 24 -3.3微弧氧化脉宽的研究- 25 -3.3.1脉宽对表面形貌的影响- 25 -3.3.2脉宽对膜厚的影响- 27 -3.4脉间对微弧氧化的研究- 27 -3.4.1脉间对表面形貌的影响- 27 -3.4.2脉间对瓷膜厚的影响- 28 -3.5添加剂对瓷膜层影响的研究- 29 -3.5.1添加氟化钠的研究- 29 -3.5.2添加钨酸钠的研究- 30 -3.6电参数对瓷膜相组成的影响- 31 -3.7产品处理- 32 -4 结论- 33 -致- 34 -参考文献- 35 -附录A 英文文献- 37 -附录B汉语翻译- 43 -1绪论1.1课题研究背景与意义微弧氧化概念提出于20世纪50年代，70年代后期逐步引起国外学术界的研究兴趣，80年代开始成为国外学者的研究热点。
镁合金微弧氧化与钝化
镁合金微弧氧化与钝化1.引言1.1 概述概述部分主要介绍镁合金微弧氧化与钝化的背景和意义。
镁合金由于其良好的机械性能、低密度和优异的导热性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电器电子等领域。
然而，镁合金的表面容易受到环境的侵蚀和磨损，导致其耐腐蚀性能较差。
针对这一问题，镁合金微弧氧化和钝化成为了改善镁合金表面性能的重要手段。
微弧氧化是一种以电化学反应为基础的表面处理技术，通过在电解液中施加电压，使得镁合金表面在微弧氧化处理下形成陶瓷层。
这一陶瓷层具有较高的硬度、致密性和耐腐蚀性，能够显著改善镁合金的表面性能。
相较于微弧氧化，钝化是一种采用化学方法处理镁合金表面的技术。
钝化处理可以在镁合金表面形成一层致密的氧化膜，有效隔断了镁合金与外界环境的接触，从而提高了其耐腐蚀性能。
本文将对镁合金微弧氧化与钝化的原理、过程、特点、应用及其优势进行深入探讨，以期为进一步改善镁合金表面性能、推动其在各个行业的应用提供科学的理论依据和实践指导。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要介绍镁合金微弧氧化与钝化的相关内容。
文章结构分为以下几个部分：2.正文：这部分主要讨论镁合金微弧氧化和钝化的原理、过程、特点、应用等内容。
2.1 镁合金微弧氧化：2.1.1 原理与过程：详细介绍镁合金微弧氧化的基本原理和具体过程，包括微弧氧化液的配方和处理参数的选择。
2.1.2 特点与应用：探讨镁合金微弧氧化的特点，如氧化膜的性能和表面形貌，以及其在电子、汽车、航空航天等领域的应用。
2.2 镁合金钝化：2.2.1 钝化方法：介绍常见的镁合金钝化方法，如化学钝化和电化学钝化等，以及各自的工艺流程和条件。
2.2.2 钝化效果与机理：讨论不同钝化方法对镁合金的钝化效果和相应的机理，分析其优缺点及适用范围。
3.结论：3.1 镁合金微弧氧化与钝化的优势：总结镁合金微弧氧化和钝化的优点和特点，如提高镁合金的耐腐蚀性、增加表面硬度等。
3.2 发展前景与应用推广：展望镁合金微弧氧化与钝化技术的发展前景，以及其在各个领域的应用推广情况。
镁合金表面处理技术——镁合金氧化技术
镁合金表面处理技术——镁合金氧化技术镁合金是最轻的金属结构材料，其密度为 1.75~1.90g/cm3。
镁合金的强度和弹性模量较低，但它有高的比强度和比刚度，在相同重量的构件中，选用镁合金可使构件获得更高的刚度。
镁合金有很高的阻尼容量和良好的消震性能，它可承受较大的冲击震动负荷，适用于制造承受冲击载荷和振动的零部件。
在摩托车工业中最常见的，就是镁合金轮框，例如NSR-250SP。
镁合金具有优良的切削加工性和抛光性能，在热态下易于加工成形。
上述特性以及超轻Mg-Li合金系（密度为1.35g/cm3）的问世，拓宽了镁合金的应用范围，并在航空、航天工业中继续保持一定的生命力。
但是镁合金的抗蚀性能较低，缺口敏感性较大；化学性能活泼，所以在熔炼、浇注镁合金时必须采用熔剂和保护气体进行保护，防止合金的燃烧。
镁合金熔体不得与水接触，否则容易引起燃烧或爆炸。
热处理时必须在保护气氛中进行。
基于镁合金的这些特点，许多镁合金的表面处理技术应时而生，其中不乏世界上最优秀的镁合金处理技术——镁合金微弧氧化、镁合金真空电镀等。
镁合金真空电镀虽有良好的表面性能效果，但其成本也相应高出许多。
所以，镁合金氧化技术将会在未来得到青睐，从而得到蓬勃的发展。
镁合金的氧化技术在国内是刚起步。
目前在国内，能做镁合金氧化的技术比较成熟的，主要有三种技术：1）常规阳极氧化处理常规阳极氧化处理也就是工件在低电压作用下进行的阳极氧化处理技术。
典型的处理规范如表5所示。
通常经过常规阳极氧化处理后，工件表面形成较为致密的氧化膜层，该膜层主要由氧化镁与六方氢氧化镁构成，与基体结合良好。
与化学成膜处理相比，常规阳极氧化处理膜层的耐蚀性、耐磨性好、机械强度高，工件的尺寸精度几乎不发生影响，在某些使用情况下可省去涂装工艺，直接可作为最终处理，因此常规阳极氧化处理技术得到了较为广泛的应用。
2）等离子体微弧阳极氧化处理将常规阳极氧化处理的电压升高到一定值，在阳极区将产生等离子体微弧放电，微弧直径一般在几微米至几十微米之间，在工件表面的停留时间约为几十毫秒，相应的温度可高达几千度，可使周围的液体汽化，形成高温高压区，在该区域内，在电场的作用下，可产生大量的电子和正负离子，因此可产生特殊的物理化学作用，使生成的氧化膜成为陶瓷质的有序结构（主要由立方结构的氧化镁构成），这种特殊的镁合金压铸件表面处理技术就是等离子体微弧阳极氧化处理技术。
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镁合金组合件氧化处理工艺
组合件氧化处理工艺：首先，碱液脱脂，在20%三价铬溶液中处理十分钟，再在百分之三点五氟化钠溶液中处理五分钟，最后在百分之十的K2CR2O7溶液中氧化处理45分钟。
所有合金经过这样的处理后，试样表面状态和质量均没有可见变化，可以忽略不计。
把ZM5合金与所列合金一起进行化学处理，与ZM5合金接触部位未见有腐蚀破坏。
但是讲个硫酸和H2CR2O7阳极化铝合金LY12垫片却产生了严重腐蚀，表层覆盖一层腐蚀产物，下面有很深的腐蚀坑。
所有未阳极化的LY12合金垫片也遭到了点蚀，甚至脱脂后就发现有腐蚀。
在碱液中铝合金和镁合金接触会产生严重电偶腐蚀，因为在碱液中铝的电位比镁要负。
在氢氧化钠中镁电位为-1.086V，而铝电位为-1.403V。
从上述得出，镁合金和铝合金组合件如果想进行氧化处理，在氧化前就必须进行单独脱脂。
在这里指出，在湿大气环境中镁合金先扎制后氧化试样的耐蚀性和先氧化后扎制的相差不大。
铬酸盐转化膜和氟酸盐-铬酸盐转化膜的性能耐蚀性能铬酸盐转化膜和氟酸盐转化膜不能长期防止镁合金在湿大气中的腐蚀，点蚀出现时间和腐蚀程度取决于空气湿度、有害物、氧化方法和合金组成。
铬酸盐-醋酸转化膜在自来水潮湿箱中两个月没有发现腐蚀。
在工业大气区氧化和未氧化处理ZM5镁合金重要损失没有差别，只是铬酸盐转化膜腐蚀起始时间向后推迟了20到25天。
在水和氯化钠溶液中膜的耐蚀性时间很短，在百分之零点五的氯化钠溶液中，个别情况下初始
点蚀出现时间仅仅为5~10分钟。
随后铬酸盐从膜中溶出，膜逐渐脱色，其耐蚀性也下降。
MB15合金经过不同氧化方法处理后耐蚀性对比。
制得的氟酸盐-铬酸盐转化膜在氯化钠溶液中耐蚀性最好，铬酸盐转化膜较差。
如果采用K2CR2O7溶液进行封孔处理会提高其耐蚀性。
合金不同膜的耐蚀性能不同，例如镁铝锌锰系合金经过处理制得转化膜在氯化钠溶液、海水和大气中耐蚀性最好。