镁合金微弧氧化及后续涂装耐盐雾腐蚀的研究

对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,并在其基础上进行不同的后续表面处理,通过中性盐雾试验分析比较了几组表面处理结合方法对镁合金耐腐蚀性能的影响.结果表明:微弧氧化陶瓷层与电泳漆膜相结合的防护体系耐腐蚀性能最好.这与微弧氧化膜改善了镁合金表面的显微结构从而与有机涂层有良好的吸附和嵌合作用的特点有关.采用微弧氧化及合理的后续处理工艺完全可以满足高耐腐蚀性的要求.     

微弧氧化处理镁合金在接骨板服役工况下的微动磨损特性

采用不同占空比(20%,30%,40%)对ZK60镁合金表面进行微弧氧化处理,利用体外模拟实验考察了镁合金在接骨板服役工况下的耐腐蚀性能和微动磨损特性。结果表明,经不同占空比微弧氧化处理后,镁合金的表面硬度和体液环境下的耐腐蚀性能接近,均显著高于镁合金基体。镁合金基体在接骨板服役工况下的微动磨损表面犁沟和腐蚀坑并存,磨损严重,磨损体积为13.1×10~6μm~3,而微弧氧化处理镁合金的微动磨损显著减轻,损伤以犁削效应为主,不同占空比处理所得镁合金的磨损形貌和磨损体积接近,随占空比增大依次为6.6×10~6,6.1×10~6,6.5×10~6μm~3。微弧氧化处理能显著提高ZK60镁合金在接骨板服役工况下的耐微动磨损性能,占空比对微弧氧化层的微观结构和微动磨损性能无显著影响。     

石蜡封孔的稀土镁合金微弧氧化膜的耐蚀性

为提高Mg-10.0Gd-2.0Y-0.4Zr稀土镁合金微弧氧化膜的耐蚀性,对其进行了石蜡封孔,采用X射线衍射仪（XRD）、能谱仪（EDS）分析微弧氧化膜的组成;利用测厚仪、扫描电镜（SEM）、润湿角测定仪测定封孔前后微弧氧化膜的厚度、形貌、亲水性;通过电化学测试和盐雾试验评价了石蜡封孔前后膜层的耐蚀性。结果表明:稀土镁合金微弧氧化膜具有多孔结构,膜层包含MgO和Mg₂SiO₄ 2种晶相物质;石蜡封孔后,膜的微孔完全被石蜡分子填充,表面憎水性能得到了大幅度提升;经石蜡封孔处理后微弧氧化膜的耐蚀性得到了显著提高。     

铝合金接触网零部件表面的微弧氧化处理

为探索更适合接触网铝合金零部件的表面处理技术,通过中性盐雾腐蚀、酸性全浸泡腐蚀试验以及极化曲线测量对比分析了铸造铝合金基体、阳极氧化膜层、微弧氧化膜层的耐蚀性。结果表明:处理后的铝合金耐腐蚀性得到了较大的提高,且微弧氧化膜比阳极氧化膜表现出了更加优异的耐腐蚀性能;微弧氧化膜层致密且孔隙率低的显微结构是其表现出好的耐腐蚀性的主要原因。     

铜合金表面微弧氧化膜的制备及其耐蚀绝缘性能研究

采用铝酸盐电解液体系在铜合金表面成功制备了微弧氧化膜,并考察了其腐蚀防护与绝缘性能。通过扫描电子显微镜(SEM),X射线能量色散谱仪(EDS),X射线衍射仪(XRD)表征了氧化膜的微观形貌及结构组成。利用电动位极化曲线、电化学阻抗谱及盐雾试验箱综合评价了氧化膜的腐蚀防护性能。通过耐压测试仪测试了氧化膜在交流和直流模式下的电压与漏电流关系曲线。结果表明,铜合金表面微弧氧化膜生长以向外生长的化合物沉积为主,呈现明显的边缘效应,并随氧化电压的升高,铜合金基体参与氧化成膜的程度越高,氧化膜的厚度也越大,其腐蚀电流密度相较于铜基材降低了3个数量级,中性盐雾测试732 h后无明显腐蚀产物,在直流和交流模式下的耐击穿电压分别提升至750 V和600 V,说明铜合金微弧氧化膜在高电压下具有较快的生长速度和优异的耐腐蚀与绝缘性能。     

镁合金微弧氧化及涂装耐电偶腐蚀的研究

在大气环境中,镁合金与碳钢偶接后腐蚀状况严重,将微弧氧化及涂装技术组合进行防腐蚀简易有效.通过中性盐雾试验、湿热试验和模拟潮工业大气试验,研究了镁合金微弧氧化和涂装组合对镁合金电偶腐蚀的抑制作用,分析了不同涂装体系耐蚀性的差异.结果表明:微弧氧化膜/有机涂层的防护体系对镁合金的电偶腐蚀有良好的抑制作用,可使耐蚀性有进一步的提高,其原因是微弧氧化膜与有机涂层具有良好的吸附和嵌合作用;在比较苛刻的腐蚀环境中,微弧氧化与涂装的组合对腐蚀的抑制作用有限.     

超音速火焰喷涂及封孔处理对低合金钢抗中性盐雾腐蚀性能的影响

通过电化学极化测试和中性盐雾试验,研究了300 M低合金钢上空气助燃的超音速火焰喷涂(HVAF)WC/17Co、WC/10Co4Cr涂层及硅氟树脂封孔处理后的抗腐蚀性能,并和电镀硬铬(EHC)的性能进行对比.中性NaCl溶液电化学极化测试结果表明,涂层处理明显提高了低合金钢的腐蚀电位.400h中性盐雾腐蚀结果表明,基体和涂层处理后抗腐蚀顺序依次为:WC/10Co4Cr 封孔＞WC/10Co4Cr＞EHC＞WC/17Co 封孔＞WC/17Co＞基体.腐蚀后的SEM观察发现,腐蚀介质先腐蚀涂层中的粘结相,当其扩散到基材表面则优先腐蚀基体.     

镁合金微弧电泳复合膜层的微观结构和抗腐蚀性能

采用恒压模式在硅酸盐系电解液中制备镁合金微弧氧化陶瓷层,对比研究了微弧电泳和直接电泳镁合金的截面形貌、结合力大小以及抗腐性能差异.结果表明:在镁合金微弧氧化陶瓷层的表面可制备电泳有机层,简化了电泳工艺;在微弧电泳复合膜层间形成机械咬合力和化学键力,附着力等级可达1级;经800 h中性盐雾腐蚀试验后,复合膜层腐蚀增重量和样品表面的形貌均没有明显的变化;与微弧氧化陶瓷层和直接电泳有机层相比,微弧电泳复合膜层的电化学稳定性显著增强,腐蚀电流相分别减少了约5个和2个数量级.     

添加剂对镁合金微弧氧化膜性能的影响

在偏铝酸盐一六偏磷酸盐体系中对镁合金进行微弧氧化处理,研究了金属盐缓蚀剂钨酸盐、多元醇或酸等添加剂对氧化膜性能的影响.通过正交实验优化和对微弧氧化膜结构,成分及性能的测试评价,得到了性能较好的微弧氧化电解液配方.SEM检测发现,复合添加剂(NaaEDTAlg/L,CH3(CH2)11SO3Na0.5g/L)通过抑制破坏性的微弧,能促进成膜、降低起弧电压,得到结构更加均匀和完整的陶瓷涂层;XRD检测表明,膜层的主要成分是MgO、Mg3(PO4)2,MgAl2O4和AlPO4等化合物;中性盐水腐蚀测试表明,陶瓷膜在48 h内具有较平缓的腐蚀速度;EIS和动电位极化曲线表明,在电解液中加入复合添加剂使镁合金试样微弧氧化膜的耐腐蚀性能得到了很大的提高.     

钛合金化学镀镍-磷前后处理对镀层耐蚀性能的影响

为了提高TC4钛合金化学镀镍-磷层的耐腐蚀性能,对TC4基材化学镀前作微弧氧化处理和化学镀后作低温热处理,采用中性盐雾法研究了其腐蚀性能。结果表明:TC4钛合金表面微弧氧化、化学镀镍-磷后作再热处理,镀层的耐蚀性能最好,达8级;直接化学镀后再热处理镀层的耐腐蚀性为5级,不经热处理镀层的耐蚀性能最差,仅为1级;微弧氧化和低温热处理均能大大提高化学镀镍-磷层的耐腐蚀性能。     

封孔处理对等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层耐腐蚀性能的影响

为了提高等离子喷涂陶瓷涂层的耐腐蚀性能,扩大其应用范围,以环氧树脂和有机硅树脂为封孔剂对等离子喷涂Cr2O3-8TiO2涂层进行了封孔处理,采用盐雾腐蚀和电化学腐蚀方法对封孔涂层和未封孔涂层的耐腐蚀性能进行研究,使用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、光学显微镜(OM)观察了腐蚀前后涂层的形貌及成分变化,分析涂层的腐蚀机理.结果表明,240h盐雾腐蚀后未封孔涂层发生剥落失效,而有机硅树脂封孔涂层经1200h盐雾腐蚀表面仍保持完好.封孔涂层的耐腐蚀性明显优于未封孔涂层,有机硅树脂的封孔效果优于环氧树脂.     

稀土元素对镁合金微弧氧化的影响

分别在磷酸盐和硅酸盐两种体系中研究了不同稀土元素对镁合金微弧氧化的影响.结果表明,提高钕盐浓度可以改善氧化膜的外观、厚度和耐蚀性能.镁合金浸泡在稀土盐溶液中表面能形成稀土转化膜.用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微孤氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更为光滑致密.用5%NaCl溶液浸泡48 h的对比腐蚀试验表明,用稀土盐溶液浸泡预处理过的试样耐蚀性显著加强.     

镁合金预处理对其表面有机涂层耐蚀性的影响

镁合金压铸件上涂覆有机涂层后的耐蚀性能与其涂装前的表面处理状态有着密切关系.采用中性盐雾试验和盐水浸渍法对经喷砂、打磨、无铬化学转化、微弧氧化4种不同表面预处理后的丙烯酸树脂涂层进行了耐蚀性测试.结果表明:采用合适的预处理能显著提高涂层的耐蚀性能,其中微弧氧化涂层耐蚀性最佳,在盐雾和盐水浸渍试验中失效时间分别达96 h和168 h;预处理后基材表面光滑的涂层失效形式以起泡为主,而具有微孔或粗糙表面的涂层则以点蚀为主.     

ZM6铸造镁合金微弧氧化膜层性能研究

针对ZM6铸造镁合金,为获得综合性能优异的陶瓷膜层,在硅酸钠和氢氧化钠的碱性溶液中,用双向脉冲电源进行微弧氧化处理。采用环境扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)研究陶瓷膜层微观形貌及组成,采用拉伸法、中性盐雾试验、轴向加载疲劳试验等方法研究附着力、耐蚀性及疲劳性能等。结果表明:陶瓷膜层大致由表层疏松层、中间致密层以及内部过渡层组成,表层疏松多孔,过渡层与基体紧密结合。陶瓷层与基体结合好,附着力大于50MPa;微弧氧化处理后,大幅度提高合金耐腐蚀性能,中性盐雾大于336h;陶瓷膜层使基体疲劳性能降低18%。     

封闭对铝合金微弧氧化膜在酸性溶液中耐蚀性的影响

为了提高7A85铝合金的耐蚀性, 采用单极性正脉冲微弧氧化(MAO)技术在其表面制备了陶瓷膜层, 并采用稀土铈盐、铬酸盐和SiO₂溶胶对MAO膜进行封闭处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪和电化学工作站研究了封闭处理对膜层表面形貌、结构和在酸性NaCl溶液中腐蚀行为的影响。实验发现, MAO膜在酸性NaCl溶液中不能有效地保护铝合金基体。稀土铈盐和铬酸盐封闭处理通过沉积水合氢氧化物封闭孔隙, 可以提高MAO膜的耐蚀性。但在酸性溶液中, 封孔物质会和H⁺发生反应而溶解, 故经封闭的MAO试样也会发生腐蚀失效。SiO₂溶胶封闭处理后MAO膜表面覆盖一层凝胶, 使膜层成为完整的致密层, 可以保护铝合金基体在酸性NaCl溶液中免受腐蚀。     

钛合金表面硅酸盐和铝酸盐超声波辅助微弧氧化膜的性能

为了改善钛合金硅酸盐和铝酸盐工作液微弧氧化膜的性能,采用超声波辅助(UA)进行了微弧氧化。分别用硅酸盐和铝酸盐体系工作液在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了Al-UA-MAO和Si-UA-MAO膜,研究了各氧化膜的性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及磨损、耐腐蚀试验机,对各氧化膜的物相、表面形貌、耐磨及耐腐蚀性能进行了测量和分析。结果表明:本复合工艺可降低微弧放电电压,尤其是硅酸盐体系降低程度更大;在硅酸盐体系工作液中,UA-MAO复合工艺能够更有效地增强氧化膜的密封性、致密性和光整度,其耐磨性较无超声波辅助工艺提高近50%。     

铍铝合金微弧氧化膜的微观结构、成分及性能

目前国内尚未开展铍铝合金的微弧氧化技术研究。采用微弧氧化技术在粉末冶金铍铝合金材料表面原位生长出一层氧化膜;采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对氧化膜层的结构、形貌和成分组成进行表征分析。结果表明:氧化膜层平滑、致密,表面分布着Be、O、Al等元素。在微弧放电的高温下,氧化膜层的形成是各个反应过程的综合结果。所得氧化膜层的厚度均值为11.221μm,从氧化膜表层到基体方向,O、Si、P元素的含量有明显减少的趋势,而Al元素和Be元素含量的变化趋势则刚好相反。膜层有一定的结合强度、硬度和较小的表面粗糙度,并且能耐114 h的盐雾试验,击穿电压高于1 000 V。     

三价铬厚铬镀层的制备及性能表征

为了开发替代六价铬电镀的三价铬电镀工艺,采用氯化物三价铬镀液体系,在30CrMnSi高强度钢上制备了厚度100μm以上的厚铬镀层,其沉积速率为1.2 μm/min;通过扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、中性盐雾试验、动电位极化曲线和电化学阻抗对镀层的微观形貌、化学组成和耐蚀性进行了表征和分析。结果表明:三价铬镀铬层由金属铬、氢氧化铬和氧化铬组成;镀层表面为瘤状小球结构,结晶致密、有小孔及微裂纹;镀层与基体结合力良好;铬镀层表现出典型的钝化行为,抗盐雾处理后的铬镀层经过232h中性盐雾试验无锈蚀。     

MgO纳米颗粒对AZ31B镁合金微弧氧化涂层耐磨和耐蚀性的影响

为了进一步改善AZ31B镁合金的耐磨和耐蚀性能,采用微弧氧化技术且在电解液中添加质量浓度为4g/L的MgO纳米颗粒,制备了氧化物陶瓷膜。采用扫描电子显微镜观察其表面和截面形貌,采用X射线衍射仪测试微弧氧化(MAO)膜的物相组成,利用电化学工作站,盐雾试验箱测试耐腐蚀性,利用球-盘磨损实验测试耐磨性。结果表明:添加MgO纳米颗粒后,膜层孔洞的填充,膜层成分中MgO含量的增加,使腐蚀电流密度降低至4.28×10~(-9) A/cm~2;中性盐雾试验结果表明腐蚀以点蚀和裂纹的形式发生,MgO的嵌入使腐蚀点减少和内部致密层厚度增加,从而使2N荷载、干摩擦条件下样品的摩擦系数和磨损率分别减小至0.228和1.39×10~(-5) mm~3/(N·m),耐蚀性和耐磨性得到改善。