镁合金的腐蚀及其表面转化膜技术

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镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究

镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究

镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究镁合金是一种重量轻、高强度的金属材料,因此在各个领域中得到了广泛应用。

然而,由于其在大气环境中容易受到腐蚀,使得其耐用性和可靠性受到一定的影响。

为了提高镁合金的耐蚀性能,各种表面处理技术被广泛研究和应用。

下面将从常见的几种表面处理技术入手,介绍它们对镁合金耐蚀性能的影响。

一、阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理技术,通过在金属表面形成一层氧化膜以提高其表面性能。

在镁合金表面上,氧化膜可以增加金属表面的硬度和耐磨性,同时也可以提高其防腐蚀性能。

然而,由于氧化膜是一种多孔材料,且氧化膜的密度和厚度也会影响其性能。

因此,氧化膜的质量和厚度需要得到控制,才能够发挥出其最佳的防腐蚀性能。

二、化学转化处理化学转化处理是利用化学反应在镁合金表面产生一种保护膜的技术。

常见的方法包括磷化、钝化和转化膜等。

这些保护膜具有良好的耐蚀性能,可以更好地保护镁合金表面不受到腐蚀的影响。

三、喷涂处理喷涂处理是将一种防腐涂料喷涂在镁合金表面上,以形成一种保护膜的技术。

这种方法具有一些优点,如简单和易于实现,同时也可以在较短的时间内形成保护层,有效提高镁合金表面的耐蚀性。

然而,由于镁合金表面的特殊性质,这些表面处理技术仍需要加以改进和优化。

例如,喷涂处理中的涂料选择需要注意其与镁合金表面的相容性,使得涂层可以牢固地附着在表面并保持长时间的防腐蚀性能。

同时,氧化膜的质量和厚度也需要加以监控和控制,才能够在镁合金的使用过程中发挥最好的防腐蚀性能。

总而言之,表面处理技术是提高镁合金表面耐蚀性能的主要手段之一。

通过选择适当的表面处理技术,可以有效减少镁合金的腐蚀损失,延长材料使用寿命,并且在各个领域中得到更加广泛的应用。

随着技术的不断发展和优化,相信未来会有更多更好的表面处理技术出现,推动镁合金材料的更进一步发展。

AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能

AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能

DOI: 10.19289/j.1004-227x.2020.23.008 AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能王向荣(上海市普陀区绥德路789号,上海200331)摘要:采用由钛盐、无机酸和有机酸组成的溶液,在AZ91D镁合金表面制备了无铬化学转化膜。

用附带能谱仪的扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪研究了转化膜的形貌和成分,通过极化曲线和盐雾试验评定转化膜的耐蚀性,采用划格试验检测转化膜的结合力,考察了不同pH的化学转化溶液在0 °C和40 °C条件下的稳定性。

结果表明,所得到的灰白色化学转化膜主要成分为铝、镁和钛,其耐蚀性和结合力良好,最佳的pH范围是5.5 ~ 6.5。

关键词:铸造镁合金;无铬化学转化膜;耐蚀性;结合力中图分类号:TG178 文献标志码:A 文章编号:1004 – 227X (2020) 23 – 1643 – 05 Properties of chromium-free conversion coating on AZ91D magnesium alloy // WANG XiangrongAbstract: A chromium-free chemical conversion coating was prepared on the surface of AZ91D magnesium alloy in a solution composed of titanium salt, inorganic acid, and organic acid. The morphology and composition of the conversion coating were studied by scanning electron microscope (SEM) with energy-dispersive spectrometer (EDS) and X-ray photoelectron microscope. The corrosion resistance of the conversion coating was evaluated by polarization curve measurement and salt spray tests. The adhesion strength of the conversion coating was examined by cross-cut test. The stability of the chemical conversion solution with different pHs at 0 °C and 40 °C was investigated. The results showed that the main elements of the gray-white chemical conversion coating are Al, Mg, and Ti. The corrosion resistance and adhesion strength of the coating are good. The optimal pH range of the chemical conversion solution is 5.5 to 6.5.Keywords: die-cast magnesium alloy; chromium-free chemical conversion coating; corrosion resistance; adhesion Author’s address: No.789 Suide Road, Putuo District, Shanghai 200331, China由于镁在地球上的含量丰富,而且镁在工程金属中最显著的特点是质量轻,还具有比强度高、比刚度高、减震性能好、抗辐射能力强等一系列优点,因此开发利用镁合金产品是当今世界发展的潮流。

镁合金表面处理工艺及有机防护涂层耐腐蚀性能_移易

镁合金表面处理工艺及有机防护涂层耐腐蚀性能_移易

1 镁合金表面处理技术-化学氧化(转化)膜 处理
通过化学转化可以在镁合金基体表面形成由氧化物 或金属盐构成的无机膜层,这层膜与基体具有良好的结合 力,能阻止腐蚀介质对基体的侵蚀。这样的转化膜本身一 般不太致密,耐腐蚀能力并不太强,仅可用于短期大气腐 蚀的防护。但重要的是它可以为后续涂层打底,以增强镁 合金基底与后续涂层间的结合力。镁合金的化学转化膜按
1 2 1 1 1 1
(1.中海油常州涂料化工研究院,江苏常州 213016;2.中国人民解放军驻 370 厂军事代表室,
镁合金和高温耐蚀镁合金;从表面改性的角度,应在镁合
摘 要:为提高镁合金的耐腐蚀性能,研究了镁合
金的表面生成具有保护性能的膜或涂层,来提高和改善耐 蚀性能。通过冶金的方法降低杂质的含量,或者加入其他 合金元素限制杂质的存在状态,提高镁合金的耐蚀性能, 将会使镁合金的应用范围进一步扩大,但这种方法却仅限 于添加稀土元素等少数几种元素,还未得到广泛的应用, 不能满足工业要求。 表面改性主要分为电化学法、 化学法、 热加工法、高真空法和其他物理方法。一些新型的表面处 理方法[3]如锡转化膜、激光表面处理、PVD(物理气相沉淀 法)、氮化铬涂层、镁合金表面沉积铝等方法也应运而生。
表面涂饰
Surface Finishing
镁合金表面处理工艺及有机防护 涂层耐腐蚀性能
Surface Treatment for Al-Mg Alloy and Anticorrosive Property of Organic Protective Coatings
移易 ,邵旭东 ,王李军 ,王留方 ,倪维良 ,朱亚君 江苏常州 213022)
1.1 铬酸盐化学转化膜
铬酸盐处理即将工件浸入含铬酸或铬酸盐的溶液中, 通过金属表层的自身转化生成某些氧化物或盐类,使表面 得以钝化。膜中的六价铬可溶,有缓蚀性能,腐蚀时它还 被还原为不溶性的三价铬离子而阻止腐蚀的进一步进行, 铬酸盐处理得到的表面膜有一定的自愈能力。 虽然铬化工艺比较成熟,但该工艺过程产生有害的六 价铬离子,废液不易处理,对环境造成污染。铬化工艺逐 渐被无铬转化工艺所替代已是必然的趋势。一个比较典型 的铬化处理工艺为:甲苯/二甲苯除油→碱洗(70~80 ℃, 10 min)→铬化、酸洗(70~80 ℃,10 min)→重铬酸洗 (70~80 ℃,10 min)→纯净水洗→干燥老化。

提高镁合金表面腐蚀防护技术

提高镁合金表面腐蚀防护技术

提高镁合金表面腐蚀防护技术
提高镁合金表面腐蚀防护技术
镁合金由于其优异的比强度和比刚度,成为了许多行业中的首选材料。

然而,镁合金的一个主要问题是其易受腐蚀的性质。

为了提高镁合金的腐蚀防护能力,以下是一些步骤:
1. 表面处理:
首先,对镁合金表面进行适当的处理以清除任何污垢和氧化物。

这可以通过使用碱性溶液或酸性溶液来完成,其中一种常用的处理方法是使用酸性洗涤剂,如硝酸或磷酸。

2. 微弧氧化:
微弧氧化是一种通过在电解质溶液中进行电解来产生氧化膜的方法。

这种方法可以在镁合金表面产生一层坚固的氧化膜,从而提高其腐蚀防护能力。

微弧氧化还可以调整氧化膜的厚度和颜色,使其更适应不同的应用需求。

3. 表面涂层:
另一种提高镁合金腐蚀防护的方法是在其表面涂覆一层保护性涂层。

这种涂层可以有效地隔离镁合金与外界环境的接触,防止其腐蚀。

常用的涂层材料包括有机涂料、陶瓷涂料和金属涂料等。

选择合适的涂层材料要考虑到其与镁合金的相容性以及所需的腐蚀防护性能。

4. 维护保养:
镁合金表面的腐蚀防护措施并不是一劳永逸的,需要定期维护和保养。

这包括定期检查涂层的状况,如果有损坏或磨损,及时进行修补或重新涂层。

此外,及时清除镁合金表面的污垢和杂质也是重要的维护措施,以防止腐蚀的产生或进一步扩散。

总之,提高镁合金表面腐蚀防护技术需要一系列的步骤。

通过适当的表面处理、微弧氧化、表面涂层和维护保养,可以有效地提高镁合金的腐蚀防护能力,延长其使用寿命,并满足不同领域的需求。

镁及其合金表面化学转化处理技术

镁及其合金表面化学转化处理技术
[ 铬化膜的形成最为重要
当镁及镁合金使用在比较苛刻的环境中时, 这些转 化膜表现出了良好的防护性能。 然而由于铬化合物的存 在而引发的环境问题促使人们开发另一些替代方法。
-
磷酸盐D高锰酸钾转化膜
磷 酸 盐D高 锰 酸 钾 方 法 被 开 发 作 为 传 统 铬 酸 盐 转
#]

铬酸盐转化膜的防蚀机理:这层膜具有防护性是 由于在基体与环境之间形成了阻挡层,同时六价铬有 自修复功能及缓蚀性。铬酸盐转化膜在未失去结晶水 时, 保持吸湿性能, 受到机械磨损和破坏时, 铬酸盐膜 吸水膨胀, 具有自修复功能。因此铬酸盐转化膜在未失 去结晶水时, 有很好的防蚀效果。膜的防护性能与膜的 厚度成正比,为了保持膜的防护性能,膜不能经受高 温。高温会使铬酸盐转化膜失去结晶水而破裂, 自修复 性丧失, 防腐蚀性能大大降低。但如果转化膜上涂耐高 温涂层, 可以阻挡结晶水的挥发, 因此铬盐酸转化膜与
C(3 D%)8*B D;436C7BDQ D;436C7BD ;GG2HCQ K23I6MC723 K2;F734
镁是目前最轻的金属结构材料, 但纯镁的力学性能 很差, 与铝、 锌、 锆、 稀土等元素构成合金后其强度接近 铝合金, 比强度高于铝合金和钢, 比刚度与铝合金和钢 的相近
[ $]
膜是通过在基体金属与环境之间形成溶解度低的阻挡 层或具有缓蚀性能的化合物膜层防止基体腐蚀。化学 转化膜很薄, 对化学转化膜的耐蚀性研究表明, 化学转
0

磷 酸 盐D高 锰 酸 钾 转 化 处 理 的 成 膜 机 理 与 传 统 的 铬酸盐处理类似,值得注意的问题是加速剂的选择对 该转化处理有较大的影响,此种方法采用的加速剂为 高锰酸钾。高锰酸钾是一种强氧化剂, 还原时可形成溶 解度较低的锰的低价氧化物进入膜层。随时间延长膜 层中锰的含量逐渐增加, 膜层的颜色也逐渐加深, 这可 能是由于膜层中形成锰的低价氧化物二氧化锰所致。 在磷化处理时应避免引入易还原为基态金属的阳离 子, 因为镁具有很强的还原性。目前高锰酸钾是最理想 的选择, 因其还原为金属锰的趋势极小。钒酸盐和铬酸 盐同样可以满足这个标准, 但钼酸盐不适于作加速剂,

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性能研究

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性能研究

镁合金化学转化膜的耐腐蚀性能研究作者:***来源:《现代盐化工》2021年第01期摘要:在密度、强度以及刚度等方面,镁合金有一定的优势,因此被大量应用在航空航天、汽车以及机械等领域,在日用品以及通信器材中的应用也得到了良好的发展。

然而,性质活泼的镁合金极易受到环境的腐蚀,因此,一直无法加强对其的开发使用。

近几年,以往在化学转化阶段采用的处理方法中出现了各种问题,大部分学者在化学转化阶段采用了无毒植酸这一处理液来处理镁合金表面,但是目前在国内外的突破并不大。

因此,在耐腐蚀性能方面对镁合金化学转化膜进行研究分析,以供参考。

关键词:镁合金;化学转化膜;耐腐蚀性能本研究通过KMnO4和Na3PO4的结合,实现了对化学转化溶液的基本组成,两者质量浓度分别为50、100 g/L,并添加了6 g/L缓蚀剂的缓冲剂,所获取的化学转化膜来自AZ31镁合金,在转化阶段采用植酸处理液,从合金成膜以及耐腐蚀性能方面,对AZ31合金的pH、温度以及转化时间等影响因素进行了分析,并采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对其进行观察,得知3.5% NaCl溶液对植酸膜的侵蚀,能够起到愈合的作用。

通过这两种方式能够获取光滑度、致密分布比铬酸膜更好的转化膜。

1 实验材料与方法本研究所采用的合金中包含镁、铝、锌这3种材料,其中,AZ31、AZ91都采用了30 mm×20 mm的规格。

非工作面的自凝固采用了牙托粉和牙托水。

實验工艺按照以下流程:试样、打磨、水洗、无水乙醇除油、水洗、生产化学转化膜、水洗以及干燥。

将水去离子后作为转化处理液,将水浴加热器作为恒温装置,将转化膜浸泡在室温下的水溶液—3.5%的NaCl中进行耐腐蚀性测试。

通过扫描电镜Philips XL30,能够实现对其形貌的观察,并通过对SEM能谱仪的配置,分析了转化膜元素。

1.1 铬酸处理工艺条件:在30 ℃的室温下分别对质量浓度为12、33 g/L的Cr2O3以及NH4H2PO4进行了10 min的处理[1]。

镁合金的防腐蚀方法

镁合金的防腐蚀方法

镁合金的防腐蚀方法化学转化处理镁合金的化学转化膜按溶液可分为:铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。

传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密,含结构水的Cr则具有很好的自修复功能,耐蚀性很强。

但Cr具有较大的毒性,废水处理成本较高,开发无铬转化处理势在必行。

镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜,耐蚀性与铬酸盐膜相当。

碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理,取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。

化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性,并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。

有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能,在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。

化学转化膜较薄、软,防护能力弱,一般只用作装饰或防护层中间层。

阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层,并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能,是镁合金常用的表面处理技术之一。

传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素,不仅污染环境,也损害人类健康。

近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。

优良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布,使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。

一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。

研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分,一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度,降低孔隙率。

而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长,但基本上不影响膜层的X射线衍射相结构。

但阳极氧化膜的脆性较大、多孔,在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。

金属涂层镁及镁合金是最难镀的金属,其原因如下:(1)镁合金表面极易形成的氧化镁,不易清除干净,严重影响镀层结合力;(2)镁的电化学活性太高,所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀,或与其它金属离子的置换反应十分强烈,置换后的镀层结合十分松散;(3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性,可能导致沉积不均匀;(4)镀层标准电位远高于镁合金基体,任何一处通孔都会增大腐蚀电流,引起严重的电化学腐蚀,而镁的电极电位很负,施镀时造成针孔的析氢很难避免;(5)镁合金铸件的致密性都不是很高,表面存在杂质,可能成为镀层孔隙的来源。

镁合金磷酸盐转化膜层生长过程及其腐蚀率

镁合金磷酸盐转化膜层生长过程及其腐蚀率

镁合金磷酸盐转化膜层生长过程及其腐蚀率下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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镁合金的腐蚀及其表面转化膜技术王峰;宣天鹏;孟栋【摘要】Although magnesium alloy has a lot of advantages, its development and application were limited because of its lower corrosion resistance. In this paper,the forms of corrosion and conversion film used on magnesium alloy surface were reviewed. And the uniform and localized corrosion,and the present status, processing condition, corrosion mechanism and developmental trend of chemical conversion, anodic oxidation, organic compound conversion film were mainly discussed. Finally, the developmental tendency of protection techniques on magnesium alloy is prospected.%镁合金有诸多优点,因其极易受到腐蚀而限制了它的发展和应用.综述了镁合金表面的腐蚀形式及转化膜技术,重点介绍了全面腐蚀和局部腐蚀及化学转化膜、阳极氧化膜和有机物转化膜的现状、工艺、耐蚀机理及发展趋势等,展望了镁合金及其防腐技术未来的发展方向.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2012(034)008【总页数】5页(P17-21)【关键词】镁合金;腐蚀;转化膜;阳极氧化【作者】王峰;宣天鹏;孟栋【作者单位】合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TQ174.451镁合金具有很高的比强度及比刚度;良好的导电、导热、电磁屏蔽和减振性能;优良的铸造和切屑加工性能,密度较小,且易回收再使用,被誉为“绿色工程材料”,在航空航天、汽车工业、光学仪器及通讯器材等领域得到广泛应用[1-3]。

我国是世界上镁产量最多的国家,而且目前镁合金压铸件的产量居世界第一,镁及其合金已成为我国重要的具有战略意义的金属材料之一[4]。

镁的平衡电位在金属中很负,为-2.74V,具有很高的化学活性,非常容易发生化学和电化学腐蚀[5]。

因此,对镁合金零件,通常需要进行表面防护处理。

在大气或溶液中,镁合金表面会生成一层多孔、薄且脆的膜层,对基体几乎没有防护作用,所以镁合金极易遭到腐蚀破坏。

有两方面原因:一是镁合金中微量元素引起电化学腐蚀;二是化学腐蚀,形成氧化膜比生成这些膜消耗的体积小,不能形成有效致密的保护膜。

在Mg-H2O体系中,总反应式:其中阳极:Mg→Mg2++2e;阴极:2e+2H+·nH2O→H2+nH2O(氢去极化)或4e+O2+2H2O→4OH-(氧去极化)上述反应可能存在中间产物Mg+,但时间极短[6]。

不同金属材料组成的构件中,镁合金的腐蚀电位比其他结构金属和合金均负,总是作为阳极而极易被腐蚀。

对于镁合金本身而言,镁是阳极,其他合金元素为阴极。

镁被腐蚀时,其析氢行为随极化电位正移或阳极电流增加反而加速,这与正常的电化学理论相悖,称为负差异效应[7]。

1)大气环境[8]。

潮湿大气环境的污染程度和相对湿度决定了镁合金在大气中的腐蚀程度。

相对湿度大且污染严重的环境中,镁合金腐蚀最严重;高原和干燥的沙漠地区,其腐蚀较轻。

2)中性环境。

室温条件下,镁合金在蒸馏水中能快速形成保护膜,阻止进一步腐蚀;其他水均会对镁合金有不同程度的腐蚀,且随水温升高而增加。

含氯溶液对镁合金有强腐蚀性。

方世杰等[9]研究了硫酸盐还原菌(SRB)对AZ91镁合金在含Cl-溶液中的腐蚀影响,得出:当ρ(Cl-)高于 1.5 g/L时SRB生物膜的存在能显著降低镁合金对Cl-的腐蚀敏感性。

3)酸性环境。

除氢氟酸和铬酸外,镁合金在所有无机酸中均会受到强烈腐蚀,且随酸浓度增大,腐蚀速度急剧增加,在有机酸中也受到腐蚀。

氢氟酸溶液中,镁合金的腐蚀速度随氢氟酸浓度的增大而减小;铬酸溶液中,若存在Cl-或SO42-会加速镁合金的腐蚀,且产生晶间腐蚀。

4)弱碱性环境。

镁合金在温度较低(沸点之前)的稀碱溶液中是稳定的,但随温度升高腐蚀速度增大。

引入Cl-会使腐蚀程度大增,而Cl-在浓碱溶液中无明显作用。

1)电偶腐蚀。

在电介质溶液中,镁合金与金属接触构成电偶腐蚀,与非金属接触产生接触腐蚀。

下面几种金属对镁电偶腐蚀的影响依次递减:Pt>Al>Fe>Ni>Cu>Pb>Mn>Zn >Hg。

镁合金电偶腐蚀随接触金属氢超电位降低而加重。

宋雨来等[10]研究得出稀土Ce能较大提高AZ91镁合金的抗电偶腐蚀性能。

2)应力腐蚀。

镁合金在拉应力和特定介质环境联合作用下会引起应力腐蚀开裂(SCC)。

据报道,镁合金及其焊接件的SCC以沿晶和穿晶形式进行[11-13]。

影响镁合金SCC敏感性的主要因素是环境介质:大气湿度、温度及溶液pH等。

蒸馏水喷雾、喷淋、沉浸,溶液中钝化剂和活化剂的配比适中,以及硫酸中均会发生SCC;而在氟盐溶液中,镁合金表面生成稳定的MgF2保护膜而无SCC倾向。

另外,应变速率和应力因素、合金元素和杂质、热处理及温度等均会影响SCC。

最新研究,激光冲击能够抑制应力腐蚀裂纹的产生和扩展[14-15]。

化学转化膜即金属外层电子与介质阴离子反应,表面生成的一层不溶性钝化薄层。

化学转化膜较厚,可保护镁合金不受腐蚀,也可作为有机涂层的底层。

化学转化所需的设备简单、易操作、成本低,且转化膜均匀,但材料适应性窄。

传统的化学转化膜是铬酸盐转化膜,近年研究出了磷酸盐转化膜、钼酸盐转化膜及稀土转化膜等无铬转化膜,性能较好。

铬酸盐转化液主要成分是铬酸或铬酸盐,加入不同的活化剂,θ为60~100℃。

铬酸盐转化膜的形成主要是Mg与Cr(Ⅵ)之间的氧化还原反应,Mg、Cr共存说明基体金属溶解参与成膜。

美国DOW化学品公司,开发了一系列镁合金铬酸盐转化液,在实际生产中广泛应用。

但Cr(Ⅵ)污染环境,危害操作者身体健康,所以无铬转化尤为重要。

在铬酸盐溶液进行氧化之前,有时会用氢氟酸或氟酸盐预处理。

其目的是使镁合金表面均质化,生成不溶性MgF2膜,对氧化时吸附铬化物有利。

HF毒性太大,工业上并未广泛应用,取而代之的是氢氟酸盐,如NaF,在减小生产危害的同时,转化膜的性能并未降低。

镁合金在磷酸盐溶液中化学处理后,基体表面形成一层难溶于水、附着力良好的磷酸盐转化膜。

此法的优点:膜的结合力好,取代有毒的铬酸盐法;缺点:处理液消耗快,膜耐蚀性不如铬酸盐法。

胡伟等[16]认为AZ91D镁合金在磷化液中成膜分为初始成核、基体快速溶解、晶体快速生长、膜层稳态生长和膜层沉积溶解平衡5个阶段。

金华兰等[17]研究表明,经NaOH+NaF+C2H6O2/NaOH表面预处理得到的磷酸盐膜层更光滑、致密,耐蚀性更好。

赵强等[18]研究了AM60镁合金锰系磷酸盐转化膜,此膜呈晶态,晶粒排列紧凑、致密,无明显裂纹,耐蚀性良好。

曾荣昌等[19]实验得出当镀液温度为50℃时,得到的转化膜质量较好。

杨黎晖等[20]实验得出,钼酸盐转化膜能明显提高AZ31镁合金的耐蚀性;郭志丹等[21]采用配比不同的Na2MoO4-NaF钼酸盐溶液对AZ31镁合金进行化学转化,得到较均匀、致密的转化膜。

稀土化学转化法工艺简单、环保,具有较好的应用前景。

睢晓静等[22]研究得出铈多层膜涂覆能有效提高镁合金的抗蚀性。

陈东初等[23]研究表明,植酸浸泡能够提高稀土铈盐转化膜的耐蚀性,还可以改善膜层表面龟裂,且膜层质量随植酸浓度增加、温度升高及浸泡时间延长而增大。

Zanotto等[24]研究发现,Ce能够改良AZ31镁合金的硅烷转化膜,减少膜孔隙和缺陷,从而提高耐蚀性。

CHEN等[25]研究发现有机镁复合转化膜的耐蚀性比传统的铬酸盐转化膜高得多。

阳极氧化膜即在电解氧化过程中,镁阳极被其上析出的氧所氧化,表面形成的一层具有防护性、装饰性等功能特性的氧化膜。

此膜为双层结构,内层为较薄的致密层,外层为较厚的多孔层。

阳极氧化膜与化学转化膜相比,耐蚀、耐热性好,硬度高,但弹性差,制备工艺复杂,成本较高。

阳极氧化的工艺过程为:前处理→阳极氧化→后处理。

较常见的镁合金阳极氧化方法有DOW1法、HEA法、DOW17法及郭兴华等研究的环保型阳极氧化最优电解液[26]等,工艺条件见表1。

DOW1和HEA法同属碱性阳极氧化,HEA法生成的双层膜较硬,耐蚀性好,但脆性大;DOW17属酸性阳极氧化,适用性广,能生成两相双层膜,膜的组成较复杂;环保型阳极氧化得到表面光滑、平整,致密性好,裂纹少的膜。

许多学者[27-33]通过改变阳极氧化液组成、阳极氧化电压、时间、添加剂等工艺参数,尽可能完善镁合金阳极氧化工艺,制得均匀、光滑、硬度高、耐磨性强及耐蚀性好的氧化膜。

Yan Liu等[34]研究了以碱性硼酸盐苯甲酸钠(NaBz)为电解液的AZ91D镁合金环保阳极氧化,当NaBz充足时,能够形成较厚、致密、耐蚀性非常好的阳极氧化膜。

镁合金有机物转化膜属于无铬转化膜,与传统的铬酸盐转化膜相比,有机物转化膜在提高镁合金表面耐蚀性的同时,具有环保、无毒无害、成本较低等优点,将会是今后研究的重点。

有机酸化合物转化膜研究最热的就是植酸转化膜。

植酸化学名称为己六醇六磷酸酯,是从粮食作物中提取的有机磷酸化合物。

植酸与金属发生配位反应,易在金属表面形成一层致密的单分子保护膜,有效阻止腐蚀介质渗入,从而起到防护作用。

张小琴等[35]研究得出MB8镁合金表面植酸化学转化膜的最佳工艺配方为:10mL/L 植酸,θ=50℃,t=20min,pH 为2.5。

陈言坤等[36]研究发现 AZ91D镁合金表面植酸转化膜由植酸与金属螯合物、碳酸盐化合物及金属氧化物组成,主要成分为Mg、Al、O、P和C元素。

单宁酸转化膜是一种较好的金属防腐转化膜,不仅能够改善金属表面耐蚀性,而且能提高后续涂层与基体的结合力。

单宁酸不能与镁离子形成难容盐,但能够跟镁合金中所含少量的铝、锌等元素反应,使其在镁合金防腐中成为可能。

其耐蚀机理[37]是:单宁酸在镁基体上发生水解反应,在镁合金表面形成一道物理屏蔽,阻止腐蚀离子的侵入,从而达到防腐的目的。

单宁酸转化技术不仅环保,而且在转化过程中单宁酸的消耗量非常小,其来源于植物中,可以说取之不尽。

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