鎂合金環(huán)保型陽(yáng)極氧化工藝及膜層性能研究.pdf

1、鎂合金是實(shí)際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高的比強(qiáng)度、比剛度和減振性，而且易于回收，在汽車、電子、航空等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是，鎂合金的耐蝕性比較低，使它的應(yīng)用受到很大的限制。目前，研究鎂合金的環(huán)保型陽(yáng)極氧化工藝，并對(duì)鎂合金陽(yáng)極氧化膜進(jìn)行進(jìn)一步涂裝，提高其耐腐蝕性能，對(duì)促進(jìn)鎂合金的工業(yè)應(yīng)用有重要的意義和緊迫性。 本文對(duì)AZ31鎂合金無(wú)Cr環(huán)保型陽(yáng)極氧化電解液配方及其工藝進(jìn)行了研究。試驗(yàn)采用正交優(yōu)化設(shè)計(jì)，以點(diǎn)滴試驗(yàn)時(shí)間、平

2、均腐蝕速率、鹽霧腐蝕等級(jí)為評(píng)定指標(biāo)，優(yōu)選了陽(yáng)極氧化液主要成分的含量，在此基礎(chǔ)上添加其他成分對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，從而最終確定了適用于AZ31鎂合金的最佳陽(yáng)極氧化液配方及最佳工藝條件。 采用電壓一時(shí)間曲線、膜厚一時(shí)間曲線、成膜過(guò)程中試樣表面微觀形貌變化的觀察等方法對(duì)鎂合金陽(yáng)極氧化成膜動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行了探索，結(jié)果表明，在陽(yáng)極氧化開(kāi)始后很短的時(shí)間內(nèi)，氧化膜已經(jīng)形成，隨著陽(yáng)極氧化時(shí)間的延長(zhǎng)和終止電壓的升高，陽(yáng)極氧化膜厚度增大，但不成線形關(guān)系，早

3、期增長(zhǎng)很快，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，膜增厚趨勢(shì)變緩，直到不再增厚。 采用XRD、SEM、EDS對(duì)陽(yáng)極氧化膜層成分、形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，鎂合金陽(yáng)極氧化膜比較均勻致密，存在少量孔隙，膜層主要由尖晶石結(jié)構(gòu)的MgAl<,2>O<,4>和方鎂石結(jié)構(gòu)的Mg0組成。 對(duì)不同工藝參數(shù)下的陽(yáng)極氧化膜的表面形貌、耐腐蝕性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，不同工藝下得到的氧化陽(yáng)極膜具有相似的表面形貌，隨著終止電壓的升高、陽(yáng)極氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，所得膜層的厚

4、度增加，表面粗糙度增加，膜層表面的孔隙變大，但是孔隙數(shù)量變小，膜層的耐腐蝕性增加。綜合比較不同工藝參數(shù)下膜層的耐腐蝕性能發(fā)現(xiàn)，在80v終止電壓和20min陽(yáng)極氧化時(shí)間下得到的膜層具有最好的耐腐蝕性能，過(guò)高的終止電壓和過(guò)長(zhǎng)的陽(yáng)極氧化時(shí)間都不利于膜層耐腐蝕性能的提高。 通過(guò)點(diǎn)滴試驗(yàn)、全浸蝕試驗(yàn)、中性鹽霧試驗(yàn)、極化曲線試驗(yàn)等不同試驗(yàn)方法對(duì)不同工藝參數(shù)下的鎂合金陽(yáng)極氧化膜的耐腐蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果一致，均表明新工藝陽(yáng)極氧化處理使鎂