鎂合金主要有機涂層性能的對比實驗研究與技術經(jīng)濟評價.pdf

1、鎂合金復合有機涂層綜合了化學轉(zhuǎn)化、微弧氧化及有機涂裝等方法的優(yōu)點，具有良好的綜合性能，是未來鎂合金防護的重要方向。
　　 本文以AZ91鎂合金為試驗材料，用正交試驗法優(yōu)化了預處理工藝，并用SEM、EDS及XRD分析了優(yōu)化工藝膜層。在此基礎上，制備了17種不同的復合有機涂層，并對比了涂層間性能差異和評估了涂層的成本。同時，結合價值工程基本原理，對比研究了涂層在兩種典型服役條件下的技術經(jīng)濟。主要研究結果如下：
　　 ①采用

2、正交試驗法優(yōu)化鎂合金微弧氧化工藝，當參數(shù)為Na2SiO3.7H2O: 為15g/l、KF.H2O為8g/l、KOH為6g/l、C3H2(OH)3為10ml/l、電流頻率為500Hz、占空比為18％時，氧化膜具有最佳的耐腐蝕性；優(yōu)化工藝下，膜表面光滑、顏色均勻呈乳白色；膜層由與基體結合良好的致密底層及有大量均勻的直徑為1～2μm火山口狀孔洞的表層組成。氧化膜表面成分由Mg、O及Si 等元素和少量的Al、F及K元素組成；物相則以Mg為主、少

3、量的MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4及不定型物組成。
　　 ②采用正交試驗法優(yōu)化鎂合金化學轉(zhuǎn)化工藝，當A劑為80g/l、B劑為2g/l、C劑為1g/l時轉(zhuǎn)化膜后續(xù)有機涂層的耐腐蝕性最佳，并隨處理時間延長而提高；優(yōu)化工藝下，轉(zhuǎn)化膜由底層、致密的中間層以及由大量的寬度為1～3μm縱橫交錯的“裂紋”所分割成的小島表層組成。轉(zhuǎn)化膜表面成分由Mg、Al、O、P及少量的Ca及V元素組成；物相則主要由Mg、Mg17Al12及不定型相組

4、成。
　　 ③在預處理優(yōu)化工藝的基礎上，選擇了噴砂等4種預處理方法，丙烯酸等5種有機涂層，制得17種不同的涂層。對比了研究涂層間性能的差異以及工藝對涂層性能的影響：
　　 1)預處理對復合有機涂層的附著力、耐蝕性、耐磨性等性能影響顯著，而對涂層的其余性能均無明顯影響。微弧氧化后續(xù)涂層在耐蝕性、耐磨性能方面較其它預處理好。
　　 2)涂料種類對涂層的耐蝕等性能均有顯著的影響。環(huán)氧樹脂涂層在耐蝕性方面，陶瓷有機

5、硅涂層在硬度方面，有機氟涂層在光澤度方面，有機硅涂層在耐磨性方面，都具有顯著的優(yōu)勢。
　　 ④從涂層的成本來源分析計算了涂層成本，選擇了耐蝕性、硬度、光澤度等性能作為涂層價值的評價對象，制定了相關的性能評分機制和在兩種典型服役環(huán)境下的權重。在此基礎上，利用價值工程基本原理對比研究了涂層的技術經(jīng)濟性能：
　　 1)微弧氧化工藝能耗高、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本為預處理中最高；陶瓷有機硅涂層單價高、烘烤溫度高且時間長，在涂裝板