鎂合金環(huán)保型陽極氧化工藝及膜層性能研究.pdf

1、鎂合金是實際應(yīng)用中最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高的比強(qiáng)度、比剛度和減振性，而且易于回收，在汽車、電子、航空等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是，鎂合金的耐蝕性比較低，使它的應(yīng)用受到很大的限制。目前，研究鎂合金的環(huán)保型陽極氧化工藝，并對鎂合金陽極氧化膜進(jìn)行進(jìn)一步涂裝，提高其耐腐蝕性能，對促進(jìn)鎂合金的工業(yè)應(yīng)用有重要的意義和緊迫性。 本文對AZ31鎂合金無Cr環(huán)保型陽極氧化電解液配方及其工藝進(jìn)行了研究。試驗采用正交優(yōu)化設(shè)計，以點滴試驗時間、平

2、均腐蝕速率、鹽霧腐蝕等級為評定指標(biāo)，優(yōu)選了陽極氧化液主要成分的含量，在此基礎(chǔ)上添加其他成分對其進(jìn)行了改進(jìn)，從而最終確定了適用于AZ31鎂合金的最佳陽極氧化液配方及最佳工藝條件。 采用電壓一時間曲線、膜厚一時間曲線、成膜過程中試樣表面微觀形貌變化的觀察等方法對鎂合金陽極氧化成膜動力學(xué)特征進(jìn)行了探索，結(jié)果表明，在陽極氧化開始后很短的時間內(nèi)，氧化膜已經(jīng)形成，隨著陽極氧化時間的延長和終止電壓的升高，陽極氧化膜厚度增大，但不成線形關(guān)系，早

3、期增長很快，隨著時間的延長，膜增厚趨勢變緩，直到不再增厚。 采用XRD、SEM、EDS對陽極氧化膜層成分、形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明，鎂合金陽極氧化膜比較均勻致密，存在少量孔隙，膜層主要由尖晶石結(jié)構(gòu)的MgAl<,2>O<,4>和方鎂石結(jié)構(gòu)的Mg0組成。 對不同工藝參數(shù)下的陽極氧化膜的表面形貌、耐腐蝕性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，不同工藝下得到的氧化陽極膜具有相似的表面形貌，隨著終止電壓的升高、陽極氧化時間的延長，所得膜層的厚

4、度增加，表面粗糙度增加，膜層表面的孔隙變大，但是孔隙數(shù)量變小，膜層的耐腐蝕性增加。綜合比較不同工藝參數(shù)下膜層的耐腐蝕性能發(fā)現(xiàn)，在80v終止電壓和20min陽極氧化時間下得到的膜層具有最好的耐腐蝕性能，過高的終止電壓和過長的陽極氧化時間都不利于膜層耐腐蝕性能的提高。 通過點滴試驗、全浸蝕試驗、中性鹽霧試驗、極化曲線試驗等不同試驗方法對不同工藝參數(shù)下的鎂合金陽極氧化膜的耐腐蝕性能進(jìn)行了測試，試驗結(jié)果一致，均表明新工藝陽極氧化處理使鎂