鎂合金環(huán)保型陽極氧化工藝及膜層性能研究

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1、鎂合金環(huán)保型陽極氧化工藝及膜層性能研究摘要鎂合金是實際應用中最輕的金屬結構材料，具有高的比強度、比剛度和減振性，而且易于回收，在汽車、電子、航空等領域得劍越來越廣泛的應用。但是，鎂合金的耐蝕性比較低，使它的應用受到很大的限制。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行進一步涂裝，提高其耐腐蝕性能，對促進鎂合金的工業(yè)應崩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行了研究。試驗采用正交優(yōu)化設計，以點滴試驗時間、平均腐蝕速率、鹽霧腐蝕等級為評定指標，優(yōu)選了陽極氧化液主要成分的含量，在此基礎上添加其

2、他成分對其進行了改進，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特征進行了探索。結果表明，在陽極氧化開始后很短的時間內，氧化膜已經形成，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，但不成線形關系，早期增長很快，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、形貌和結構進行了分析研究，結果表明，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構的Mg

3、Al204和方鎂石結構的Mgo組成。對不同工藝參數下的陽極氧化膜的表面形貌、耐腐蝕性能進行研究發(fā)現，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，所得膜層的厚度增加，表面粗糙度增加，膜層表面的孔隙變大，但是孔隙數鼉變小，膜層的耐腐蝕性增加。綜合比較不同工藝參數F膜層的耐腐蝕性能發(fā)現，在80v終止電壓和20rain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下的鎂合金陽

4、極氧化膜的耐腐蝕性能進行了測試，試驗結果一致，均表明新t藝陽極氧化處理使鎂合金的耐腐蝕性能得到了很大的改善，與經典工藝Dowl7和HAE相比，新工藝能顯著提高AZ3l鎂合金的腐蝕防護性能。結合力試驗表明，新工藝所得陽極氧化膜與基體金屬之間具有較強的結合力。封裝后能進一步提高耐蝕性。關鍵詞：鎂合金，環(huán)保型，陽極氧化，耐蝕性Studyontheenvironment-friendlyanodizationofmagnesiumalloyandpropertiesofthefilmAbstractAstheligIltestmetalstructuralm

5、aterial，magnesiumalloysareappliedtoautomotive、electronicandaeronauticalindustriesincreasinglybecauseofanumberofdesirablefeatures，includinghighspecificstrength，nighspecificrigidity,dampingperformanceandrecycledeasily．However,theirapplicationsarelimitedseverelyfortheirlowcorrosio

6、nresistance．Forthemoment,itisquiteurgentandsignificanttofindallenvironment-friendlyanodizingprocessofmagnesiumalloy,anddevelopaencapsulationprocesstoincreasethecorrosionresistanceoftheanodizedcoatingintheindustrialapplicationofmagnesiumalloy．Theanodizingelectrolytewhichisnotcon

7、tainCrandenvironment-friendlyofAZ31magnesiumalloysandprcesshasbeenstudiedinthispaper．Intheexperimant,orthogonallayoutwasappliedandthedroppingtestingtime、averageerodentspeed、thegradeofsaltspraytestwereselectedastheappraisalparameters．Accordingtotheresultsoftheonhogonallayoutexpe

8、riment，wefoundthebestcontentofthecomponentsfortheelect