稀土鎂合金環(huán)保型陽(yáng)極氧化工藝的研究.pdf

1、鎂合金是現(xiàn)今實(shí)際應(yīng)用中最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料，具備高比剛度、比強(qiáng)度和極好的切削加工性能和減振性能等，在航空、交通、電子和3C等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景，被稱為二十一世紀(jì)最具開(kāi)發(fā)和應(yīng)用潛力的“綠色工程材料”。但鎂合金的耐蝕性差阻礙了其應(yīng)用的進(jìn)一步擴(kuò)展。因此，基于提高鎂合金表面防護(hù)性能，延長(zhǎng)鎂合金使用壽命的陽(yáng)極氧化工藝及其腐蝕行為的研究具有重要的意義。陽(yáng)極氧化作為一種新興的材料表面陶瓷化技術(shù)，操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，多孔膜層，可用于防護(hù)和裝飾目的

2、，且能有效提高鎂合金的耐腐蝕性。
　　本論文在參考、分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)鎂合金陽(yáng)極氧化工藝及相關(guān)基礎(chǔ)理論研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，以稀土鎂合金為原料，著重從開(kāi)發(fā)不含鉻、氟、磷的無(wú)毒無(wú)害的環(huán)保型陽(yáng)極氧化工藝著手，并對(duì)影響鎂合金陽(yáng)極氧化膜層性能的因素進(jìn)行了初步的研究，采用的檢測(cè)手段有動(dòng)電位極化曲線、全浸蝕實(shí)驗(yàn)，掃描電鏡、電子能譜等表面觀測(cè)技術(shù)。
　　本文選用NaOH、Na2SiO3、Na2B4O7、Na2CO3作為陽(yáng)極氧化電

3、解液的主要組分，采用正交試驗(yàn)方法，利用極差分析確定陽(yáng)極氧化最佳電解液為50g/L氫氧化鈉，100g/L硼酸鈉，20g/L硅酸鈉，30g/L碳酸鈉。
　　在確定電解液成分后，采用恒電壓技術(shù)對(duì)鎂合金進(jìn)行陽(yáng)極氧化，通過(guò)全浸蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)得的腐蝕率對(duì)不同試驗(yàn)條件下所得氧化膜進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，研究其它工藝參數(shù)對(duì)氧化膜形成的影響。結(jié)果表明，最佳工藝參數(shù)為：室溫下，氧化時(shí)間15 min，工作電壓60V，脈沖頻率300Hz，并且工作電壓越大、時(shí)間越長(zhǎng)，膜越

4、厚，但超過(guò)一定值，膜表面會(huì)變粗糙，耐蝕性下降。而脈沖頻率正好相反，當(dāng)脈沖頻率超過(guò)400Hz后，陽(yáng)極氧化膜呈透明薄膜狀。
　　同時(shí)，使用掃描電子顯微鏡觀測(cè)膜層表面形貌，涂層測(cè)厚儀測(cè)量氧化膜厚度，EDS分析膜層元素組成。研究結(jié)果表明，最優(yōu)化工藝下形成的氧化膜厚約15μm，極好地結(jié)合在鎂合金基體上，且外觀良好，均勻致密，腐蝕性能有較大的提高；氧化膜是一種復(fù)合陶瓷膜，元素組成為C、O、B、Mg、Si。元素C、Si和B的存在，這說(shuō)明在陽(yáng)極氧