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文檔簡介
1、鎂及其合金具有優(yōu)良的機械性能,應用十分廣泛。特別是其具有高的比強度,能減輕材料的自身重量,已成為汽車和航空應用的理想材料。 但是鎂及其合金容易腐蝕,特別是在鹽霧環(huán)境中。由于航空航天環(huán)境惡劣,對材料腐蝕嚴重,這就限制了其在航空航天上的應用。最簡單的防腐蝕方法是在鎂基材料上鍍一層膜,以隔離基材與環(huán)境接觸?,F(xiàn)在已有多種處理方法,主要包括電鍍、化學轉化、陽極氧化、氣相沉積、有機酸/聚合物轉化等。化學轉化膜處理因其成本低廉而被廣泛應用。然
2、而,化學轉化處理常用的鉻酸鹽溶液對環(huán)境危害較大。因此人們趨向于尋找可代替鉻酸鹽處理工藝的環(huán)保型處理工藝。例如:磷酸鹽化、錫酸鹽化、稀土鹽化和磷酸/高錳酸化處理等。 轉化膜的性能與基體合金的成分、預處理工藝、轉化液成分、處理工藝的參數(shù)如溫度和時間有關。這些工藝參數(shù)最終決定了膜的微觀結構和成分。 本文研究了一種以錫酸鈉為主鹽的新型無鉻化學轉化工藝。研究內容包括:AZ91D鎂合金多種前處理工藝對AZ91D鎂合金錫酸鹽轉化膜層耐
3、腐蝕性能的影響;確定適用于AZ91D鎂合金的錫酸鹽轉化膜的最佳工藝條件;研究AZ91D鎂合金錫酸鹽化學轉化膜不同生長階段的形貌特征及其耐蝕性。 對不同堿洗、酸洗及活化液的處理效果進行分析,得到適合AZ91D鎂合金錫酸鹽轉化工藝的環(huán)保型鎂合金預處理洗液。結果表明,先酸洗再堿洗的前處理方案得到的轉化膜耐腐蝕性能最優(yōu)。 錫酸鈉是轉化液的基本組分,直接影響轉化膜能否生成以及膜層的結構、連續(xù)性和致密性。氫氧化鈉可調整溶液的pH值,
4、能夠增加溶液的堿性,鎂合金在適當?shù)膲A性溶液中成膜更穩(wěn)定。成膜促進劑是化學轉化處理中不可缺少的組分,起活化金屬表面、使反應活性點增多的作用。最佳溶液配方為:錫酸鈉50g/L,成膜促進劑30g/L,添加劑10g/L,氫氧化鈉30g/L。轉化膜主要由鎂的α相、β相和MgSnO3.3H2O組成;該環(huán)保型化學轉化新工藝可獲得由近球狀微粒構成的銀白色膜層,表面均勻平整。該膜層可以對AZ91D鎂合金提供有效的保護。 提出了AZ91D鎂合金錫酸
5、鹽轉化膜成膜機理。整個過程可分為三個階段:成膜初期,膜重迅速增加,在α相上生成MgSnO3;大約10min后,膜的生長速度減小,錫酸鹽開始在β相上沉積。成膜中期,膜的溶解速度加快,由于α相上的錫酸鹽顆粒間隙遠大于β相上的顆粒間隙,金屬的溶解主要發(fā)生在α相上,同時新的膜不斷生成,達到動態(tài)平衡。成膜末期,隨時間延長,膜的溶解速率大于成膜速率,膜重減小。經化學處理30min左右時,錫酸鹽膜層的耐蝕性最好。 錫酸鹽化學轉化膜處理技術在整
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