鎂合金環(huán)保型無鉻化學轉(zhuǎn)化工藝及膜層性能研究.pdf

1、鎂合金密度低、比強度高、導電導熱性好、可以回收利用，在汽車和電子產(chǎn)品等領(lǐng)域具有巨大的應用潛力，被譽為“21世紀的綠色工程材料”。然而，鎂合金高度的化學活潑性使其在使用環(huán)境下極易發(fā)生腐蝕破壞，較差的耐腐蝕性能已經(jīng)成為進一步擴大鎂合金應用的主要障礙。因此必須對鎂合金表面進行處理以提高其耐腐蝕性能。 化學轉(zhuǎn)化處理是鎂合金表面處理的一種常用方法。傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜雖然具有較好的防護性，但是由于六價鉻具有毒性且污染環(huán)境，因此鉻酸鹽處理受到

2、了嚴格的限制。鎂合金的無鉻轉(zhuǎn)化處理越來越受到關(guān)注，磷化處理是無鉻轉(zhuǎn)化處理的一種方法，通過在鎂合金表面形成一層非金屬的、不導電的磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜，可以提高鎂合金的耐腐蝕性能。 本文針對AZ31鎂合金表面磷化處理工藝及膜層性能進行了研究。在綜合分析國內(nèi)外鎂合金表面磷化處理研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，通過成膜情況和腐蝕狀況試驗，選取出一種成膜效果較好、耐腐蝕性能較好的磷化基礎(chǔ)配方為：Mn(NO<,3>)<,2> 20 g/L與NaH<,2>PO<,

3、4> 40 g/L。通過單獨添加各種促進劑(如檸檬酸、硅酸鈉、鉬酸鈉、氟化鈉)，采用浸蝕試驗評價添加劑的效果，選取出能進一步提高鎂合金表面磷化膜耐腐蝕性能的添加劑為檸檬酸，并確定了適用于AZ31鎂合金表面磷化的優(yōu)化配方為：Mn(NO<,3>)<,2> 20 g/L、NaH<,2>PO<,4>40 g/L、檸檬酸3 g/L。采用浸蝕試驗方法研究鎂合金表面磷化工藝參數(shù)，并確定了最佳工藝條件為：溫度60℃、時間60 min、pH值3。

4、 采用SEM、EDS、XRD對鎂合金表面磷化膜層的形貌、成分和結(jié)構(gòu)進行了分析研究，結(jié)果表明，鎂合金表面經(jīng)過優(yōu)化配方處理后，磷化膜均勻、細小、致密，膜層主要由氧、磷、錳等元素構(gòu)成，呈單斜晶磷化膜結(jié)構(gòu)。 采用腐蝕浸泡、動電位極化曲線等方法，對不同工藝下得到的磷化膜進行了耐腐蝕性能分析。結(jié)果表明，優(yōu)化后的鎂合金耐腐蝕性能顯著增強。 采用電位-時間曲線，對磷化成膜機理進行了初步研究，得到磷化膜的形成由三個基本過程構(gòu)成：(1)基體