鎂合金無鉻化學轉(zhuǎn)化及有機涂層防護研究.pdf

1、鎂合金密度低、比強度高、導電導熱好、可回收利用被譽為二十一世紀的綠色工程材料,近年來在汽車、航空、通訊、電子、機械等領域得到廣泛的應用。但鎂合金的耐腐蝕性能較差是阻礙其應用的主要因素,其應用前景在很大程度上取決于防護措施。研究鎂合金的腐蝕機理,開發(fā)防護技術,對于推進鎂合金的產(chǎn)業(yè)化具有重大的意義和應用價值。 本文主要是針對鎂合金表面無鉻化學轉(zhuǎn)化工藝進行了研究,獲得了耐蝕性良好的轉(zhuǎn)化膜,以及轉(zhuǎn)化溶液pH值的變化對轉(zhuǎn)化膜耐蝕性能的影響

2、,成膜機理。并對試樣進行有機涂裝,研究有機涂層的性能。 選用無鉻的磷酸鹽-高錳酸鹽-調(diào)整pH值的化學轉(zhuǎn)化方法,得到不同的轉(zhuǎn)化膜。并采用金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、腐蝕失重、拉伸試驗等方法對鎂合金表面轉(zhuǎn)化膜的宏觀及微觀形貌、化學成分、相結(jié)構(gòu)、耐腐蝕性能及結(jié)合強度進行了檢測和分析。 轉(zhuǎn)化后的AZ91D鎂合金在3.5％NaCl溶液中進行腐蝕浸泡試驗,轉(zhuǎn)化

3、膜的耐蝕性隨轉(zhuǎn)化液的pH值的升高先升高后降低,當轉(zhuǎn)化液的pH值在4～5之間時,轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性最佳,優(yōu)于DOW7配方。經(jīng)檢測轉(zhuǎn)化膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),表面均勻,主要成分為:Mg、Al、Mn、O元素,并由這些元素的氧化物、氫氧化物MgO、Mg(OH)2、MgAl2O4、Al2O3、Al(OH)3、MnO2組成。MgAl2O4、Al2O3、MnO2能對基體起到良好的保護作用。磷酸鹽-高錳酸鹽轉(zhuǎn)化液的pH值對轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性有重要的影響。轉(zhuǎn)化膜上存在大

4、量微裂紋可不經(jīng)任何表面粗糙處理即可進行有機涂層處理。然而AZ31鎂合金上轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性較差,比AZ91D鎂合金的要低一個數(shù)量級,對基體起不到保護作用。主要是由于AZ31形成的轉(zhuǎn)化膜的不連續(xù)分布與其形成電偶,加速了合金的腐蝕。然后對轉(zhuǎn)化后的AZ91D鎂合金進行有機涂裝處理,以Q235作為對比試驗,有機涂層與前者的結(jié)合力優(yōu)良,均優(yōu)于后者。通過SEM檢測有機涂層和基底結(jié)合面斷面,發(fā)現(xiàn)有機涂層均勻分布。進一步證實了AZ91D鎂合金通過該無鉻化學