镁合金表面化学镀 Ni-P 和 Ni-P-SiC 的对比

目的提高镁合金的耐磨性、耐蚀性,扩大其应用领域。方法采用"磷酸+钼酸铵酸洗→HF活化"的方法进行前处理,直接在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P合金镀层和Ni-P-SiC复合镀层。对两种镀层的表面和截面形貌、成分、结构、硬度、耐蚀性及耐磨性进行了系统比较。结果在Ni-P合金镀层中引入SiC粉末后,镀层的胞状颗粒细化,硬度提高至643HV,但其腐蚀电流密度有所增大。结论与Ni-P合金镀层相比,Ni-P-SiC复合镀层的耐蚀性有所下降,但耐磨性能大大提高。     

AZ31镁合金表面化学气相沉积钨涂层工艺及其耐蚀性和耐磨性

为提高镁合金表面耐蚀耐磨性能,采用化学气相沉积法在镁合金表面制备了钨涂层,并对其工艺进行了研究。利用扫描电镜、能谱仪等分析技术对钨涂层成分、组织结构以及微观形貌进行了表征;利用高温摩擦磨损试验机(HT-1000)、综合电化学测试方法对钨涂层耐磨性能和耐蚀性能进行分析。结果表明:沉积温度为440℃时可获得致密均匀、与基体结合良好的钨涂层;沉积钨涂层使表面硬度大幅度提高,表面耐磨性增加,能有效的降低镁合金表面活性,腐蚀电位相对于镁合金基体正移了1.21V,大幅提高了其耐蚀性能。     

镁合金表面沉积铜钨复合涂层工艺及涂层性能研究

目的提高镁合金表面的耐蚀耐磨性。方法采用冷喷涂与化学气相沉积(CVD)相结合的方法在镁合金表面制备出Cu/W复合涂层,并对复合涂层的结构、成分、组织形貌、耐磨性、耐蚀性、结合力进行分析。结果镁合金基体沉积Cu/W复合涂层后,表面硬度提高了687.1HV,磨损率从0.032%降到0.020%,腐蚀电位正移了1.3 V,临界载荷相比直接化学气相沉积W涂层提高了120.5 N。结论Cu/W复合涂层显著提高了镁基体的耐磨、耐蚀性,涂层与基体结合力较高。     

冲蚀速度对Q235钢表面热浸镀铝锰层的冲蚀磨损性能的影响

针对新疆沙漠戈壁盐渍土壤、酸雨及高矿化度盐碱水质对钢铁材料腐蚀性强的特点,采用热浸镀铝锰合金层工艺对Q235钢表面进行改性,在Q235钢表面获得Al-Mn合金镀层.采用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射对镀层的组织结构、成分形貌进行了分析,并对改性层的冲蚀磨损性能进行研究,获得了镀层在不同速度下的冲蚀磨损量.结果表明:纯铝镀层表面呈枝晶状,铝锰合金镀层出现了块状的铝锰化合物相,铝锰合金镀层是由Al、FeAl3、Fe2Al5和MnAl6相组成.在不同的冲蚀速度下,铝锰合金镀层的质量损失均小于纯铝合金镀层的质量损失,因此这种热浸镀铝锰合金镀层具有优良的耐冲蚀磨损性能.     

AZ31镁合金表面磁控溅射沉积铝膜研究

在AZ31镁合金表面采用直流磁控溅射技术沉积铝膜,通过能谱分析仪、原子力扫描显微镜和LK9805电化学分析仪分别研究了铝层的成分分布、形貌和耐蚀性能。结果表明:在镁合金表面沉积形成晶粒细小且均匀分布的致密铝镀层;铝层和基体之间存在混溶的过渡层,且与基体镁合金结合良好,表现出一定的耐蚀性能。铝镀膜有利于镁合金表面防护层的形成,减小其腐蚀倾向。     

中温碱性镁合金化学镀镍研究

在中温碱性条件下对AZ91D镁合金进行直接化学镀镍,对镀层的表面结构和形貌、能谱成分进行了分析,采用极化曲线方法测试了镀层耐蚀性能。XRD衍射分析表明,镀层表面为Ni-P固溶体并呈现晶态;SEM及EDS能谱分析表明,镀层表面致密均匀,有少量因反应速率过快引起的气孔存在,镀层表面磷的浓度为3.28%,属于低磷镀层;动电位极化曲线测试表明镀层的腐蚀电位高于镁合金基体,对镁合金基体起到一定的保护作用。     

沉积时间对AZ91D合金表面Ni-P-SiC复合镀层性能的影响

目的提高镁合金的耐蚀性和耐磨性。方法以AZ91D镁合金为基体,采用SiC颗粒质量浓度为3 g/L的Ni-P化学镀溶液,在其表面沉积不同时间,制备Ni-P-SiC复合镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度测试、粗糙度仪、电化学腐蚀和磨损等试验来分析和评价Ni-P-SiC复合镀层的厚度、表面粗糙度、显微硬度、耐腐蚀性能和耐磨性能。结果 Ni-P-SiC复合镀层的厚度和表面粗糙度随沉积时间增加而增加,沉积时间为150 min时,镀层厚度可达53μm,表面粗糙度为2.5μm。沉积时间为120 min时,镀层的显微硬度最高,为641HV,此时复合镀层的耐蚀性和耐磨性最好,自腐蚀电位高达-0.73 V,腐蚀电流密度为0.78μA/cm~2,磨损体积最小,为1.04×10~(-3)mm~3。与AZ91D镁合金基体相比,沉积复合镀层后的样品更耐蚀,说明复合镀层有效改善了镁合金基体的耐蚀性。结论沉积时间对Ni-P-SiC复合镀层的性能有一定影响,在沉积时间为120 min时获得的复合镀层具有较好的耐蚀性和耐磨性。     

电镀Al-Mn合金及后续阳极氧化对镁合金防护性能的影响

为提高镁合金的耐腐蚀性能,采用无机熔盐电镀技术在镁合金表面电镀铝锰合金,其后在草酸溶液中对铝锰合金镀层进行阳极氧化处理,以制备耐蚀性优良的阳极氧化膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对阳极氧化膜的微结构进行表征,采用电化学测试方法对阳极氧化膜的耐腐蚀性能进行评价。结果表明,Al-Mn合金镀层在草酸溶液中形成的阳极氧化膜主要由稳态的α-Al2O3和亚稳态的γ-Al2O3所组成,并含有少量的MnO2及Al(MnO4)3,该阳极氧化膜具有很强的绝缘特性,其腐蚀电流密度较Al-Mn合金镀层下降了约3个数量级,较基体镁合金下降了约6个数量级,极大地提高了镁合金的耐腐蚀性。     

热处理对钛基化学镀Ni-P镀层性能的影响

为了改善钛合金耐磨性,利用化学镀法在钛基表面获得Ni-P合金镀层,着重考察了热处理温度对镀层腐蚀和磨损性能的影响.采用XRD、SEM、EDS等手段分析了镀层的结构、表面形貌及组成.通过磨损量和在HC1溶液中极化曲线分析了镀层的耐蚀和磨损性能.结果表明,镀态下镀层是胞粒状堆积形式,属非晶结构,磷含量为6.9wt%;随着热处理温度变化其耐蚀性存在最佳值,250℃×1h热处理后的Ni-P镀层,在1mol/L HC1溶液中的腐蚀电流和腐蚀电位分别为0.0129mA/cm2和-0.427V,耐腐蚀性能优于其它镀层;镀层硬度随热处理温度的升高先增加后降低,磨损量则呈相反趋势,400℃硬度达到最高值960.5HV,磨损量最低值达到15.6mg,此时镀层为晶态结构,表面呈弥散状态;热处理可提高钛基化学镀层的耐磨性.     

化学镀镍工艺对镀层耐蚀耐磨性的影响

广义的化学镀镍工艺包括镀前预处理工艺,镀镍工艺和后处理工艺,化学镀镍工艺通过对镀层的成分,组织,孔隙率及表面微马形貌的影响而影响镀层的耐蚀,耐磨性,改进预处理工艺可进一步提高镀层的耐蚀性和镀层与基体的结合力,合适的后处理工艺可提高镀层的耐磨性和抗中性盐雾能力。     

NH4F浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响

目的 考察乙二醇-氟化铵电解液中氟化铵浓度对镁合金表面微弧氧化制备氟化物膜层结构和性能的影响,提高镁合金氟化物膜层的耐腐蚀性能。方法 在含不同浓度NH4F的EG-NH4F电解液中,采用微弧氧化的方法制备氟化物膜层,NH4F质量浓度分别为40、60、80、100、120 g/L。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对膜层表面微观形貌和成分组成进行分析,并通过电化学测试表征了膜层的腐蚀防护性能,通过盐雾试验评估了膜层长效防腐蚀行为,通过SEM和EDS表征了腐蚀形貌和腐蚀产物。结果 在EG-NH4F中制备膜层的物相组成主要是MgF2。随着NH4F浓度的提高,微弧氧化的起弧电压与工作电压均逐渐减小,膜层中氟含量逐渐增加,膜层的孔径减小,孔数量分布更加均匀,膜层表面粗糙度降低。质量浓度为100 g/L NH4F的膜层自腐蚀电流密度(Jcorr)为2.226×10^‒7 A/cm²,较镁合金基材降低了1个数量级,极化电阻Rp增大到90.156 kΩ.cm²,其阻抗模量|Z|f=0.01 Hz=8.55×10⁵ Ω.cm²,与镁合金基材的阻抗模量|Z|f=0.01 Hz=8.86×10² Ω.cm²相比,提高了3个数量级。结论 微弧氧化处理能够显著改善AZ31镁合金的腐蚀防护性能。NH4F浓度的增加有利于提高膜层的耐腐蚀性能,质量浓度为100 g/L NH4F的膜层耐腐蚀性能最优。     

AZ31镁合金表面含纳米羟基磷灰石微弧氧化涂层的制备及性能研究

目的改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能及生物活性。方法使用微弧氧化技术,分别在以六偏磷酸钠为主盐的电解液和以六偏磷酸钠为主盐、以纳米羟基磷灰石(HA)为添加剂的电解液中,在AZ31镁合金表面制备了微弧氧化涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征了涂层的微观形貌、元素特征和相组成。通过电化学方法和浸泡实验考察了涂层的耐蚀性。通过细胞实验评价了两种涂层的细胞相容性。结果电解液中的HA可以进入到微弧氧化涂层中,含HA的微弧氧化涂层较不含HA的更致密,且有封孔现象。电化学方法及浸泡实验结果表明,含HA的微弧氧化涂层的耐腐蚀性能更好。细胞表面粘附实验和细胞增殖实验也表明,经表面纳米HA微弧氧化处理后的AZ31镁合金生物相容性更好,且对MC3T3-E1细胞的增殖有促进作用。结论六偏磷酸钠电解液中添加纳米HA,可以在AZ31镁合金表面制备出含HA的微弧氧化涂层,且其耐腐蚀性能和生物活性均优于不含HA的微弧氧化膜。     

镁合金表面等离子喷涂Al2O3-TiO2陶瓷涂层的耐腐蚀性研究

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al2O3-13％TiO2陶瓷复合涂层,对涂层的微观组织进行了观察分析,测试了涂层的表面硬度.通过极化曲线和浸泡腐蚀试验,对比研究了镁合金基材及喷涂陶瓷涂层的试样在5％ NaCl溶液中的耐腐蚀性能.结果表明:涂层镁合金试样的硬度和耐腐蚀性优于基体镁合金,但当腐蚀液透过涂层孔隙时...     

镁合金表面激光制备镍铝青铜涂层

利用激光熔覆的方法在AZ31B镁合金表面制备镍铝青铜涂层,采用扫描电镜、X射线衍射仪和显微硬度仪对涂层的微观形貌、物相以及显微硬度进行分析,采用PS–168A型电化学测量系统对涂层以及母材进行电化学腐蚀性能测试。结果表明,涂层内白色基体上析出富Cr的玫瑰状和块状的K相,涂层的物相主要由FeAl3、Al3Ni、Ni、Cu、Cr等组成,涂层的显微硬度最高可达602 HV0.2,较母材的50 HV0.2提高了约11倍,涂层的腐蚀电位?1.02 V较母材的?1.49 V提高了0.47 V。     

微弧表面处理对AZ31B镁合金耐腐蚀及耐腐蚀疲劳性能的影响

采用微弧表面处理技术(微弧氧化MAO和微弧复合MCC)在AZ31B镁合金基体上制备出不同断面结构的防护涂层。通过电化学腐蚀及腐蚀疲劳测试方法,研究了MAO、MCC涂层的电化学腐蚀及腐蚀疲劳性能。结果表明,生长10 min的MAO涂层具有较好的耐电化学腐蚀性能。MAO涂层表面存在微孔和微裂纹,在应力条件下微孔和微裂纹作为疲劳断裂的裂纹萌生点,可加速裂纹的萌生与扩展,使其腐蚀疲劳寿命相较AZ31B合金基体降低了55%。而具有MCC涂层的AZ31B合金试样腐蚀疲劳极限为(64.0±5.4) MPa,比AZ31B合金基体提高了59%。在低应力载荷下(＜80 MPa),微弧复合涂层试样的腐蚀疲劳强度得到明显提高。     

Influence of intermetallic Al-Mn particles on in-situ steam Mg-Al-LDH coating on AZ31 magnesium alloy

The influence of intermetallic Al-Mn particles on the corrosion behavior of in-situ formed Mg-Al layered double hydroxide (Mg-Al-CO₃^2--LDH) steam coating on AZ31 Mg alloy was investigated. The alloy was pretreated with H₃PO₄, HCl, HNO₃ or citric acid (CA), followed by hydrothermal treatment, for the fabrication of Mg-Al-LDH coating. The microstructure, composition and corrosion resistance of the coated samples were investigated. The results showed that the surface area fraction of Al-Mn phase exposed on the surface of the alloy was significantly increased after CA pretreatment, which promotes the growth of the Mg-Al-LDH steam coating. Further, the LDH-coated alloy pretreated with CA possessed the most compact surface and the maximum coating thickness among all the coatings. The corrosion current density of the coated alloy was decreased by three orders of magnitude as compared to that of the bare alloy.     

Statistical Process Control

Abstract

In order to improve the corrosion resistance provided by a micro-arc oxidation (MAO) coating on AZ31 magnesium alloy, a polypropylene film was prepared on its surface. Scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray analysis and Fourier transform infrared spectroscopy were used to characterise the surfaces of the coatings. The corrosion protective performance of the coatings was evaluated by potentiodynamic polarisation curves, electrochemical impedance spectroscopy and immersion testing. The results show that the microdefects of the MAO coating can be filled by PP and the corrosion resistance of the AZ31 magnesium alloy is improved greatly.     

AZ91D镁合金化学镀Ni-P及Ni-W-P镀层的结构与耐蚀性

在AZ91D镁合金上直接化学镀Ni-P和Ni-W-P镀层,并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及电化学工作站研究后续热处理对化学镀层组织形貌、相组成及其耐蚀性的影响。结果表明,制备的Ni-P镀层为非晶态,而Ni-W-P镀层为纳米晶结构,两者在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性相当。热处理可以明显提高Ni-W-P镀层的耐蚀能力,但却稍微弱化Ni-P镀层的耐蚀能力,热处理后的Ni-W-P层自腐蚀电位相对于未处理的化学镀Ni-W-P或Ni-P层提高了约150 mV。     

Chemical conversion coating on AZ31B magnesium alloy and its corrosion tendency

The morphology change of the magnesium matrix after pre-treatment and the mor-phology as well as the phase composition of chemical conversion coating formed by phosphate were studied using scanning electron microscope and X-ray diffraction. The corrosion resistance of the coating was studied by salt spray and damp test, and the corrosion tendency during salt immersion test was analyzed. The results show that the phase composition before and after pre-treatment is almost change- less, and the deep microflaw appears between α and β phases during acidic pickling. The phosphate conversion coating is mainly composed of Mg, MgO, and some amor-phous phase, and it can provide a good protection for the AZ31B alloy. Results from corrosive morphology indicate that the growth and the corrosion resistance of the phosphate conversion coating are related to the forming process of the AZ31B matrix.