鎂合金磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)表面處理技術(shù)的研究.pdf

1、鎂在地球上儲量豐富，具有比重小、比強度和比剛度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、鑄造性能、機械加工性能和阻尼性能好及可以回收利用等優(yōu)點，在航空航天、汽車、機械、電子、兵工等領(lǐng)域正得到日益廣泛的應(yīng)用，被譽為二十一世紀的”綠色”工程材料。但是，鎂合金性質(zhì)活潑，生成的氧化膜比較疏松，在使用環(huán)境中極易受到腐蝕破壞，耐蝕性差己經(jīng)成為進一步擴大鎂合金應(yīng)用的主要障礙。 本文系統(tǒng)地研究了壓鑄AZ91D鎂合金和擠壓態(tài)AZ31B鎂合金磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的腐

2、蝕性能和膜的形成機理。探索了鎂合金表面形成磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的新的溶液體系；確定了適用于鎂合金的磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和后繼涂膜的最佳工藝條件。 在鎂合金磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)處理工藝的研究過程中，采用正交試驗法對磷酸鹽、錫酸鹽處理溶液的種類、濃度、處理溫度和操作時間進行了研究。對生成的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜進行了各種性能檢測。導(dǎo)電性能檢測表明磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜導(dǎo)電性很弱，而錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜層導(dǎo)電性能良好，電磁屏蔽作用優(yōu)良。采用掃描電鏡(SE

3、M)、X射線光電子能譜(XRD)對膜層的表面形貌、厚度、結(jié)構(gòu)和相組成進行了研究，由結(jié)果可知磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜厚度分別為10～40μm和3～5μm；鎂合金磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，呈現(xiàn)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征，它的相組成主要是Mg、Al12Mg17和無定形相；錫酸鹽轉(zhuǎn)化膜的相組成主要是Mg、Al12Mg17、MgSnO3*3H2O，呈晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征。 使用SWG型杠桿式萬能強度試驗機檢測試樣的抗拉強度來考察涂膜的附著力，實驗結(jié)果表明化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層

4、可以大大提高涂膜的附著力。用鹽霧試驗和恒定濕熱試驗檢測了化學(xué)轉(zhuǎn)化膜和后繼涂層的耐蝕性能，結(jié)果表明膜層和涂層可以大大增強鎂合金基體的抗腐蝕能力，提高了鎂合金的防護性能。 綜合各類試驗結(jié)果，本文提出了AZ91D、AZ31B鎂合金零件磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的耐蝕特性和成膜機理?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜成膜過程分為晶核的形成和晶粒的長大兩個階段；觀察表明，膜的內(nèi)應(yīng)力可導(dǎo)致膜表面產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)狀顯微裂紋，但不影響膜的耐蝕性。并分析了化學(xué)成膜的影響因素—處理

5、液成分、濃度、PH值、操作溫度和處理時間對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜質(zhì)量的影響。同時對已有的試驗事實給予值、操作溫度和處理時間對化學(xué)轉(zhuǎn)化膜質(zhì)量的影響。同時對已有的試驗事實給予了合理的解釋。 本論文工作研究的磷酸鹽、錫酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)為綠色環(huán)保型轉(zhuǎn)化膜技術(shù)，在整個工藝過程中完全不使用鉻元素，也不含有工業(yè)上嚴格控制排放的其它有毒有害物質(zhì)，對環(huán)境影響小。該工藝設(shè)備簡單，容易形成自動化生產(chǎn)線，成本低，形成產(chǎn)能周期短，已經(jīng)投入了工業(yè)化試生產(chǎn)。磷酸鹽、錫