鎂合金表面鈰轉(zhuǎn)化膜制備工藝及性能研究.pdf

1、鎂合金比強度高于鋁合金和鋼，減震性能良好，可以承載較大的沖擊振動負荷，同時具有優(yōu)異的切削加工和拋光性能，便于鑄造，機械加工性能好，抗老化，導電、導熱性能優(yōu)良，同時且能量衰減系數(shù)大、電磁屏蔽特性及輔助散熱功能好，在電子器材、車輛、軍工用品中有廣闊的應用前景。但是，鎂的電極電位低，在空氣中容易被氧化腐蝕，制約了鎂合金的應用。對鎂合金表面進行適當?shù)奶幚?，提高其耐腐蝕性能，是近幾年來鎂合金研究的熱點。本文通過化學轉(zhuǎn)化法在AZ91鎂合金表面制備稀

2、土鈰轉(zhuǎn)化膜，利用正交試驗方法，初步確定了轉(zhuǎn)化工藝，并對工藝進行了優(yōu)化設計，研究了各試驗因素對轉(zhuǎn)化膜形成和性能的影響，對試驗制備的轉(zhuǎn)化膜進行微觀組織和形貌觀察，對其性能進行測定。
　　 用點蝕法和3.5％NaCl溶液浸泡法測定轉(zhuǎn)化膜耐腐蝕性能，用電化學方法測定轉(zhuǎn)化過程中的混合電位-時間曲線，探討轉(zhuǎn)化膜形成機制，利用SEM和EDS等分析手段研究了轉(zhuǎn)化膜的微觀形貌和主要元素組成。
　　 對鎂合金試樣進行預處理，研究經(jīng)過不同的預

3、處理方法對轉(zhuǎn)化膜形貌和性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)在HC1濃度為0.15mol/L、處理時間30s時酸洗效果最好；在HF濃度350mL/L，活化時間2min時效果最好，兩者都在室溫下進行。將只經(jīng)HC1酸洗不經(jīng)HF活化和同時經(jīng)過酸洗和活化的鎂合金試樣進行對別，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過HCl酸洗后試樣表面變的疏松，晶相清晰，將經(jīng)過HF活化后的試樣進行能譜分析發(fā)現(xiàn)，結果顯示在鎂合金晶相和晶界處都含有氟元素，氟在試樣表面成膜，降低了試樣在轉(zhuǎn)化過程中的腐蝕。將以上兩種試

4、樣分別進行轉(zhuǎn)化處理，對轉(zhuǎn)化膜進行電鏡掃描，掃描結果顯示經(jīng)鹽酸酸洗后試樣表面轉(zhuǎn)化膜裂紋較大、寬度較深，耐腐蝕性能較差。
　　 利用正交試驗方法確定轉(zhuǎn)化基本工藝，并對工藝進行優(yōu)化，同時研究各個試驗因素對轉(zhuǎn)化膜形貌和性能的影響。結果發(fā)現(xiàn)強氧化劑H2O2對轉(zhuǎn)化膜的形貌和性能有很大影響，合適的加入量可以很好地提高轉(zhuǎn)化膜的耐腐蝕性能；薄膜增重量隨著試驗溫度的升高而加大，但是當達到一定溫度后耐腐蝕性能卻隨著溫度的繼續(xù)升高而降低，原因是轉(zhuǎn)化速度

5、的提高導致轉(zhuǎn)化膜疏松，降低其耐腐蝕性能。轉(zhuǎn)化液濃度對轉(zhuǎn)化膜的影響跟試驗溫度相似；試驗時間也對轉(zhuǎn)化膜有一定程度的影響，時間太短想成的膜層不連續(xù)，防腐蝕性能不明顯，如果試驗時間過長，同樣會導致其耐腐蝕性能下降，原因可能是在長時間浸泡下轉(zhuǎn)化液對膜層造成了破壞。確定最佳工藝為：Ce(NO3)3濃度0.02mol/L,H2O2加入量2.0mL/L，試驗溫度35℃，試驗時間30min。
　　 對鈰轉(zhuǎn)化膜用鉬酸鈉和磷酸鈉進行后處理，研究不同的