變形鎂合金微弧氧化膜耐蝕性及形成過程研究.pdf

1、鎂合金微弧氧化技術(shù)是近年來公認(rèn)的最有前途的鎂合金表面處理方法之一。 該方法是在高壓火花放電處理?xiàng)l件下通過電化學(xué)氧化作用，使金屬表面的耐磨性、耐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度以及電絕緣性都得到了很大的提高。 本文以變形鎂合金為研究對象，對微弧氧化膜層的腐蝕行為、生長特征進(jìn)行了研究，并探討了微弧氧化膜層生長機(jī)制。 對MB8 鎂合金微弧氧化研究發(fā)現(xiàn)溫度的變化對膜層性能的影響相對較小，但槽液溫度不宜超過50℃，溫度過高將導(dǎo)致陽極表面達(dá)不

2、到臨界電壓。分別采用10mA/cm2、20 mA/cm2、30 mA/cm2、40 mA/cm2、50 mA/cm2 的電流密度對試樣進(jìn)行微弧氧化，發(fā)現(xiàn)電流密度越大，槽壓越高，膜層越厚且晶化程度越高，膜層表面越粗糙。電流密度控制在30mA/cm2，得到的膜層比較均勻、結(jié)構(gòu)致密，具有較高的耐蝕性能。 微弧氧化膜層的耐蝕性隨厚度的增加先上升后下降。氧化時(shí)間越長，膜層越厚，但孔徑變大，顯微缺陷增多；膜層耐蝕性能由膜層厚度、組織結(jié)構(gòu)、孔

3、隙率、致密度等共同決定；根據(jù)鹽霧實(shí)驗(yàn)、腐蝕電流密度、膜層阻抗及浸泡時(shí)間判斷，氧化10min 后獲得的膜層具有較好的耐蝕性能。 通過截面形貌、能譜分析發(fā)現(xiàn)，氧化初期（5min）膜層以向基體內(nèi)部生長為主，由晶態(tài)MgO 相構(gòu)成；氧化中期（10min）膜層變?yōu)橄蚧w外生長為主，由MgO與MgSiO4 相構(gòu)成；氧化末期（20min）膜層向內(nèi)向外同時(shí)生長，并且向內(nèi)生長成為主要生長方式。對膜層截面不同層面進(jìn)行能譜分析得知：過渡層中MgO ：

4、 Mg2SiO4 = 5 ：1，致密層中MgO ：Mg2SiO4 = 1 ：1，致密層MgO 的含量急劇減少，Mg2SiO4 的含量顯著增加，膜層中還存在一些非晶態(tài)氧化物。晶態(tài)MgO 含量的減少與非晶態(tài)物質(zhì)的增加使膜層耐蝕性能得到顯著的提高。 采用磷酸鹽體系對MB8、AZ31 與AZ61 變形鎂合金焊接組合件進(jìn)行微弧氧化處理，利用掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、X-射線衍射儀（XRD）對膜層的表面形貌、相組成及成分進(jìn)