镁合金表面化学转化膜研究进展

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镁合金表面稀土转化处理技术的研究进展_吴建锋

镁合金表面稀土转化处理技术的研究进展_吴建锋
摘要 : 镁合金稀土转化膜技术是近年发展起来 的一种 环保型镁 合金表 面处理 新技术。综 述了国 内外镁 合金稀 土转 化膜研究的现状及进展 , 分析了镁合金稀土转化 膜处理工艺的成膜影响因素、 膜的形成机制等。 关键词 : 镁合金 ; 转化膜 ; 稀土 ; 铈 中图分类号 :TG146. 22; 1741 45 文献标识码 : A 文章编号 : 1007- 7235( 2008) 10- 0005- 06
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镁合金稀土转化处理工艺的概况
镁合金转化膜试验工艺流 程: 镁合金样品加工 y 砂纸打磨 y 脱脂 y 水洗 y 酸性侵蚀 y 水洗 y 表面 活化 y 水洗 y 稀土转化膜 y 水洗 y 封闭处理 y 热风 吹干 y 涂装处理。 通过机械加工得到的镁合金样品表面经过砂纸 打磨后使表面变得平整光滑, 根据不同的处理要求 可选择不同型号的砂纸 , 机加工使得样品表面有油 脂, 故接着进行脱脂。脱脂又称除油 , 其目的是去除 工件表面油污、 脏物、 手汗等, 获得清洁、 无油脂的表 面。工件表面的污物不仅阻碍转化膜的形成, 而且 严重影响涂层与基底的结合力、 干燥性能、 耐蚀性和 装饰性
前处理。前处理可以去除样品表面的油污、 杂质和 氧化皮等 , 并进行活化, 一方面使表面的氧化物或氢 氧化物溶解; 另一方面可以形成极难溶物沉淀在样 品表面, 使样品表面电位尽量相等, 避免局部电偶腐 蚀的发生 。 前处理 在整个工 艺流程中 起着 至关重 要的作 用, 其处理好坏往往决定了转化膜的质量。前处理 涉及的工序多, 采用不同的配方或者相同配方不同 浓度对转化膜产生不同的影响。如果前处理不好 , 甚至无法产生转化膜。 金华兰
室阶段, 受到国内外学者的广泛关注。
损失等手段, 研究前处理前后的表面形貌及质量变 化。由 AZ91D 镁合金基体的 显微组织图和 XRD 谱 发现, AZ91D 镁 合 金 基 体上 是 Mg 和 网 状 结构 的 Al12 Mg17 组成 , 通过能谱分析可以确定它们分别是 A 相和 B 相。通过大量的试验发现试样在碱性脱脂阶 段质量并无损失, 一般会略有增加。而酸洗几分钟 后就有损失, 试样腐蚀主要集中在酸洗阶段, 最大质 量损失一般为 5 mg~ 6 mg 。如果酸洗液含有氟离子 则能生成难溶的氟化镁沉淀在金属表面 , 此时酸洗 阶段质量虽有 损失但变 化不大。由前处理 前后的 XRD 谱看出, 处理前后试样的固相组成成分没有变 , 只是衍射峰有些改变。AZ91D 在碱性脱脂前后的表 面形貌没有明显变化 , 形貌改变主要发生在酸洗阶 段。由于构成镁合金基体的固溶体 A 相活性高 , 酸 洗时优先溶解。同时由于基体相和第二相之间存在 明显的电极电位差 , 易发生电化学腐蚀 , 所以合金也 表现出明显的相界腐蚀 , 在基体和第二相之间形成 较深的狭缝和不连续沉淀。由于合金成分被部分溶 解, 因此抑制了局部点偶腐蚀。 [ 8] Ming Zhao 等 研究了前处理中采用不同酸的效 果。发现在前处理中如果中间没有经过酸洗步骤 , 在碱洗去除油污后就立刻放入活化剂溶液 , 则砂纸 打磨时产生的痕迹不能清除。磷酸、 硫酸和醋酸清 洗都可以去除打磨留下的痕迹, 酸洗后表面的主要 成分是氧化物 , 各种酸相关的磷化物、 硫化物等的含 量极其微小。硫酸清洗和醋酸清洗使得基体主要的 A相和 B 相受到破坏, 表面产生大量的点蚀孔。磷酸 清洗后导致镁合金表面被一层磷酸盐的膜层覆盖 , 因而在 AZ91D 镁合金的表面找不到 A相和 B 相。硫 酸清洗后导致镁合金表面部分溶解 , 使得主要的 A相 和 B 相受到破坏 , A 相比 B 相的破坏更严重。电化学 腐蚀优先发生在 A相和 B 相的晶界界面上。浸泡在 200 gP L 的醋酸 115 min 后可以发现表面产生一些细 的点蚀孔和 B 相的溶解 , 损害镁合金的性能。用醋 酸清洗, 转化膜相当粗糙。用磷酸清洗 , 转化膜的组 成元素包括 O、 Mn、 P、 Ca 和 Mg 等。如果用硫酸进行 清洗则转化膜不能完全形成。用醋酸清洗比硫酸或 磷酸造成更大的质量损失 , 磷酸清洗对质量的影响 最小。 陈扣杰

镁合金表面处理的研究现状

镁合金表面处理的研究现状

镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。

其特点是:密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金,其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3,是铁的1/4。

但是,镁的应用和研究相对其它金属严重滞后,原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差,而且加工成形比较困难。

与铝、钛能生成自愈钝化膜不同,镁表面生成的氧化膜疏松多孔,不能对基体起有效保护作用,因此,在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中,镁均会遭受严重的化学腐蚀,这极大地阻碍了其广泛应用。

通过合金化的方法来改善其性能,特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。

所以,镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。

目前,电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护,气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注,高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。

二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。

由于镁合金化学活性高,在酸性溶液中易被腐蚀,因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。

目前,镁合金电镀工艺技术有两种工艺:浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。

为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀,需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀,吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。

镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。

通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的,这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。

结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。

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。

镁合金化学镀

镁合金化学镀

论文课程名称:轻金属表面处理技术班级:学号:姓名:专业:应用化学成绩:镁合金化学镀技术研究进展摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状,重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发,在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。

关键词镁合金化学镀表面改性Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated.Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification1.引言镁作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。

随着镁加工工艺的改进,特别是环保标准的提高,镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料,在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景,但是镁合金化学性质活泼,在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏,至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用,因此,表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。

目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。

镁合金表面磷酸盐转化膜的研究进展

镁合金表面磷酸盐转化膜的研究进展

镁合金表面磷酸盐转化膜的研究进展
陈君;兰祥娜;程绍琼
【期刊名称】《西华大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2016(035)002
【摘要】综述适用于镁合金的各种磷酸盐化学转化膜的性质特点及研究进展,介绍生物医学用镁合金表面磷酸盐转化膜的研究现状,分析镁合金磷酸盐化学转化膜研究存在的问题,在此基础上指出在今后的研究中,应加强不同种类膜的控制工艺、成膜机制、腐蚀机制等方面的工作.
【总页数】7页(P6-12)
【作者】陈君;兰祥娜;程绍琼
【作者单位】西华大学先进材料及能源研究中心,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039;西华大学材料科学与工程学院,四川成都610039
【正文语种】中文
【相关文献】
1.AZ31镁合金表面磷酸盐-高锰酸盐化学转化膜性能的试验研究 [J], 周蕾玲;马立群;丁毅
2.AZ31镁合金表面铈掺杂锌钙磷酸盐化学转化膜的腐蚀性能 [J], 曾荣昌;胡艳;张芬;黄原定;王振林;李硕琦;韩恩厚
3.镀液温度对AZ31镁合金表面锌钙系磷酸盐转化膜耐蚀性的影响 [J], 曾荣昌;兰自栋
4.AZ31镁合金表面铈掺杂锌钙磷酸盐化学转化膜的腐蚀性能 [J], 曾荣昌;胡艳;张芬;黄原定;王振林;李硕琦;韩恩厚;
5.镁合金表面磷酸盐-高锰酸盐转化膜的制备与耐蚀性能 [J], 王吉会;袁静;管瑜赟;李海琴
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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]。

镁合金表面稀土转化膜研究进展

镁合金表面稀土转化膜研究进展

镁合金表面稀土转化膜研究进展郭明睿;梁佳;刘畅;刘穆薪;李琴【摘要】本文总结了镁合金表面稀土转化膜的成膜机理,膜的组成、结构及形貌分析以及稀土化学转化膜的耐蚀性及影响因素,从工艺和研究方法讨论镁合金表面稀土转化膜的发展前景和存在的问题.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】5页(P52-56)【关键词】镁合金;稀土转化膜;腐蚀防护【作者】郭明睿;梁佳;刘畅;刘穆薪;李琴【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330069;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330069;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330069;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330069;南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330069【正文语种】中文镁是地球上储量最丰富的元素之一,其储藏量2.77%,在地壳的表层储量中居第6位,在金属中仅次于铝、铁,居第三位。

在大多数国家都能发现镁矿石。

镁的化学活性很高,在自然界中只能以化合物的形式存在,主要存在于自云石、菱镁矿、光卤石矿、橄榄石矿、蛇纹石、盐矿、地下卤水以及盐湖和海水中。

我国是镁资源大国,储量居世界首位,约占世界探明储量1/4 。

随着国际国内镁产品市场开发应用的空间不断增大,镁资源将发挥越来越重要的作用[1-2]。

稀土转化膜对镁合金的耐蚀性提高幅度不大,但它的耐蚀性高于镁合金的自然氧化膜,且工艺处理简单,对环境无污染,因此稀土转化膜还是有很好的研究前景[3-4]。

镁合金稀土转化膜的转化工艺主要有化学浸泡法、电解法、喷涂法等。

目前镁合金稀土转化膜的处理方法主要是采用化学浸泡法。

化学浸泡法是将镁材料置于含稀土盐的溶液中浸泡一段时间使材料表面形成稀土转化膜的方法,因其操作简便此工艺在镁及其合金的稀土化学转化处理中应用很多[5-6]。

自从2000年Rudd等[7]首先报道了对纯镁和WE43镁合金进行稀土盐化学转化处理的结果,近年来人们陆续开展了镁合金稀土转化膜方面的研究。

AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究的开题报告

AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究的开题报告

AZ31镁合金双稀土转化膜的制备及其性能研究的开题报告一、选题背景与意义随着社会的发展和技术的逐步进步,材料科学领域的研究正在不断地深入和发展。

镁合金作为一种优良的结构材料,因其优良的物理化学性能,在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到广泛应用。

但是,镁合金的低刚度、低屈服点和易腐蚀等缺点限制了其应用范围的扩大。

因此,提高镁合金的力学性能和耐腐蚀性能,是当前镁合金研究的热点。

双稀土转化膜是一种优良的表面处理方式,可以使得镁合金具有更好的耐腐蚀性能和力学性能。

目前,已经有一些研究成果表明,通过在镁合金表面制备双稀土转化膜,可以使得镁合金的耐腐蚀性能提高1-2个数量级,力学性能也会得到较大的提高。

因此,研究基于双稀土转化膜的镁合金表面处理技术,将具有重要的应用价值和研究意义。

二、研究目标与内容本课题的研究目标是:研究基于双稀土转化膜的镁合金表面处理技术在AZ31镁合金上的制备方法及其性能表征,并探究制备过程中的反应机理,为进一步提高双稀土转化膜的制备效率和性能提供科学依据。

具体的研究内容包括:1. 基于循环电位法制备AZ31镁合金双稀土转化膜,研究制备过程中的影响因素,优化制备工艺。

2. 利用SEM、XRD、EDS等表征手段对制备的双稀土转化膜进行表征,分析膜的微观结构和化学成分。

3. 通过极化曲线和腐蚀失重试验等手段,对比研究双稀土转化膜处理前后AZ31镁合金的耐腐蚀性能。

4. 利用拉伸试验、硬度测试等手段,比较研究双稀土转化膜处理前后AZ31镁合金的力学性能。

三、研究计划与进度安排1. 第一阶段:查阅文献,了解AZ31镁合金双稀土转化膜的研究现状和相关知识,明确研究思路和工作计划。

时间安排:2周。

2. 第二阶段:设计AZ31镁合金双稀土转化膜的制备方法,搭建实验平台,收集测试用样品。

时间安排:2周。

3. 第三阶段:进行制备双稀土转化膜的实验,探究反应机理,并进行优化工艺。

时间安排:4周。

4. 第四阶段:利用SEM、XRD、EDS等表征手段对双稀土转化膜进行表征,分析膜的微观结构和化学成分。

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镁合金表面化学转化膜研究进展摘要:总结镁合金表面化学转化膜的研究现状,介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钥酸转化膜的处理工艺,讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理,分析各种化学转化膜的优缺点,展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。

关键词:镁合金;化学转化膜;腐蚀防护;磷酸盐0引言镁合金具有密度小、比能量大、强度高和电磁屏蔽性能好等优点,广泛用于汽车、航天电子通信和工程结构材料等领域[1]。

但纯镁的标准电极电位非常负(-2.37 V,vs SHE),其腐蚀电位因介质而异,一般在-1.65~+0.5V之间[2]。

大部分镁合金性质活泼,容易在各种使用环境中被腐蚀,极大地限制了镁合金的开发与应用。

适当的表面处理能够极大地改变镁合金的耐腐蚀性能,扩大镁合金的使用范围[3]。

镁合金的表面处理方法很多,如电镀或者化学镀、金属涂层、阳极氧化、化学转化膜处理、激光处理和离子注入等[4-6]。

镁性质活泼,MgO会在合金表面迅速形成,阻碍沉积金属与基底形成金属键;基底的空隙和夹杂会成为镀层空隙的来源,使得金属涂层质量欠佳:镁在普通镀液中与其他金属离子的置换反应十分强烈,导致置换层松散无力[3]。

激光处理和离子注入等制备的涂层耐蚀性能优越,但生产设备昂贵,成本过高,工件形状尺寸受到限制[2]。

阳极氧化或微弧氧化膜具有很高的硬度和良好的耐蚀性,但设备占地大,投资较大,能耗高,膜层空隙率高,难以大规模推广应用。

化学转化膜法也称为化学氧化法,是使金属工件表面与处理液发生化学反应,生成一层保护性钝化层,化学氧化法生成的氧化膜比自然形成的保护膜有更好的保护效果,是提高镁合金防蚀性能最常用、最有效的方法。

与阳极氧化处理工艺相比,化学转化膜比较薄(0.5~3.0rtm),可用于保护涂料的基底,尤其适用于在特定环境下的防护,比如运输或储存过程中镁的防护和镁合金机械加工件表面的长期防护;而且化学转化膜工艺设备简单,投资少,处理成本低,并能够显著提高镁合金的腐蚀抗力,在镁合金表面处理中占较大比例[5-6]。

目前,镁合金表面化学处理工艺主要有铬酸盐转化膜和无铬转化膜两大类,无铬转化膜包括锡酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、植酸转化膜、稀土盐转化膜和有机物转化膜等。

本文作者总结镁合金表面化学转化膜的研究现状,指出各种化学转化膜的优缺点,展望镁合金表面化学转化膜的发展趋势。

1铬酸盐转化膜目前主要采用铬酐或者重铬酸盐为主要成分的溶液化学处理,即铬化处理。

铬化反应机理是金属表面的原子溶于溶液,引起金属表面和溶液界面的pH值上升,从而在金属表面沉积一层薄的混合胶状物。

这种混合胶状物由六价和三价铬酸盐和基体金属组成[3-4]。

铬酸转化膜是化学转化膜工艺中发展最早且最为成熟的一种处理工艺。

美国道屋(DOW公司根据工业需要,开发出一系列镁合金铬化处理剂。

铬化一般有重铬酸盐处理和铬酸盐处理,二者的区别在于重铬酸盐处理不能去除大量的金属杂质,一般用于机械抛光的镁合金表面;铬酸盐处理主要用于锻造合金,也是铸造镁合金良好的涂料基底[2]。

有代表性的几种铬酸盐处理工艺如表1所列[5]。

DOW1工艺采用重铬酸和氢氟酸,用于涂装底层、运输和室内储存保护,可用于所有镁合金锻件[2]。

DOW7工艺采用重铬酸钠和氟化镁,在镁合金表面生成铬盐及基体金属化合物,膜层起屏障作用,能有效减缓腐蚀,并具有自修复功能。

DOW20和NH85为改进的铬酸盐处理工艺,可以提供良好的基底,而且C,浓度不到标准浓度的l/4;这两种处理工艺成本较低,废水处理费用低,已被广泛应用。

铬酸盐转化膜的成膜机理和防蚀机理如表2所列[7]。

铬酸盐处理后表面可以涂上从灰色到金色的各种不同颜色。

有效涂层一般经过清洗和预处理,用稀释的铬酸预处理后,必须用冷水冲洗并吸干。

铬酸盐转化膜在80℃以上高温环境中,铬酸盐失去结晶水而破裂,丧失自修复性[9]。

但如果在转化膜上涂覆耐高温涂层,阻挡结晶水的挥发,镁合金就可用于温度较高的环境中。

铬酸盐转化处理工艺成熟,性能稳定,转化膜具有很好的防护作用,但这种方法的缺点是处理液中含有毒性高且易致癌的Cr6+,危害人体健康且污染环境,各国环保法规严格限制其应用,除用于恶劣环境下的镁合金(军事和航空用的砂模铸造镁合金)外,铬酸盐转化膜工艺逐步被取缔。

因此,近年来各国科研工作者都在寻找替无铬转化膜方面做了大量工作。

2无铬转化膜2.1锡酸盐转化膜与铬酸盐不同,锡酸盐转化液无毒、无污染、低成本、膜层几乎透明,外观均匀平整,装饰效果较好,逐渐受到人们的关注。

化学转化膜的防护性能取决于膜的几个特性,比如厚度、缺陷(膜自身的缺陷)数量和类型、与基体金属的结合牢固度、化学侵蚀液下的耐侵蚀能力等[10]。

镁合金表面的锡酸盐防护膜层连续而致密,由形核和长大两个阶段形成[11-13]。

许多研究者用实验确定膜层成分,但结果并不完全一致,主要有MgSn03"3H20[12]、MgSnOyH20[11,13]、MgSn(OH)6[14]和镁锡氧化物几种结果。

LIN等[15]提出一种用于AZ61的镁合金锡酸盐处理工艺,其成分和处理温度如表3所列[15]。

锡酸盐膜层具有良好的导电性,在3C电子产品中的应用中具有特殊意义。

但膜层的柔韧性、抗摩擦性和耐蚀性较差,使材料得不到有效的防护,通常还需要采取其他的表面防护措施。

2.2磷酸盐/高锰酸盐转化膜磷酸盐/高锰酸盐转化膜具有和传统铬酸盐防护膜相当的防护性能,应用日益广泛。

用于镁合金表面处理的磷酸盐,不管是否含有高锰酸盐,尽管对环境的危害比铬酸盐小,但仍然对环境有一定的危害[16]。

其最大缺点是溶液的消耗快,需不断地校正溶液的浓度与酸度,使得高锰酸盐/磷酸体系的应用受到限制。

随着磷酸盐/高锰酸盐处理技术的不断发展,它在镁合金表面防护方面将发挥越来越大的作用。

2.3稀土转化膜稀土化学转化处理以其无毒、无污染的特点以及对镁合金所表现出的优良防护效果,引起镁合金表面处理研究者的重视。

稀土转化膜的转化工艺主要有化学浸泡法、电解法、喷涂法等[18]。

镁合金稀土转化膜目前比较成熟的成膜工艺处理方法主要是采用化学浸泡法[19],即将镁合金试样置于含稀土离子的转化液中浸泡一段时间,从而在镁合金的表面形成稀土转化膜,这种方法简单易行,应用越来越广泛。

根据成膜溶液的组成,该工艺可以分为两判1,[23]:一类为单一稀土盐溶液浸泡,大多采用铈盐;另一类是稀土盐与强氧化剂或者成膜促进剂的混合液,多采用铈盐与H202的混合溶液[19,23,30-36]。

2.4植酸转化膜镁合金有机物处理是一种新型无铬转化处理工艺,可以不同程度地提高镁合金的耐蚀性。

由于其转化膜具有耐蚀性较好、环境友好、原料易得、成本较低等优点,已逐渐成为研究热点[37]。

镁合金有机物防护中有代表性的就是植酸处理。

植酸是从粮食作物中提取的有机磷酸化合物,使之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,能有效地阻止腐蚀介质渗入金属表面,从而起到防护作用[38]。

自20世纪70年代末以来,植酸转化膜一直受到人们的关注。

植酸结构中包含多个磷酸基,每个磷酸基中的氧原子都能作为配位原子在比较宽的pH值范围内和M92+发生配位,得到多个螯合环,得到化学性质很稳定的配合物,能有效地阻止腐蚀介质渗入金属表面,从而起到防护作用[39]。

3 结语1)可针对一些转化膜的缺陷(如稀土转化膜和基体结合力不够等)和具体镁合金的特性开发新工艺,还可改变材料处理状态和进行防护后续处理以增加镁合金的耐腐蚀性能;还可根据实际要求开发多种转化膜防护工艺,发挥各种化学转化膜的优势,提高镁合金腐蚀防护能力。

2)应加强一些原位技术对成膜过程和腐蚀过程,特别是两过程中相应界面的研究。

如果能掌握镁合金化学转化膜成膜过程以及腐蚀过程中的界面动态变化信息,对于研究镁合金化学转化膜的成膜机理以及耐蚀机理、进而指导成膜工艺的优化势必会有很大帮助。

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