镁合金AZ91D无铬磷化膜的形貌及其耐蚀性能

以磷酸盐、植酸为主要成分,通过化学沉积的方法在镁合金AZ91D表面获得了无铬磷化膜。经SEM分析表明,膜层存在均匀微裂纹,膜厚为6～10μm;中性盐雾试验,磷化样品72h未见腐蚀现象;电化学极化曲线测试,磷化后镁合金的Ecorr比未处理的正移150mV,Jcorr降低了3个数量级,分析结果进一步证实,磷化膜有效地提高了镁合金AZ91D的耐蚀性能。     

镁合金AZ31表面无铬磷酸盐转化膜的制备、结构及性能

用化学沉积的方法在镁合金AZ31表面获得了无铬、无氟和无亚硝酸盐的环保型化学转化膜。 SEM,\linebreak EDS及XRD分析表明,以磷酸盐和无氟添加剂为主要成分,在镁合金AZ31表面获得了致密、均匀和无网状裂纹的磷化膜。磷化膜厚度为12μm~15 μm,主要物相为MnHPO₄•2.25H₂O, 主要元素成分为O,Mg,P,Mn和Al。磷化后的镁合金AZ31通过中性盐雾测试(NSS),72 h后未见腐蚀现象,浸涂氨基烘漆后的NSS测试达到204 h未见明显腐蚀,结果表明磷化膜具有良好的耐蚀性能。电化学极化曲线测试结果显示, 磷化后镁合金AZ31的E_corr比未处理的正移111 mV,I_corr至少降低了三个数量级,磷化膜通过抑制阳极溶解和阴极析氢过程,有效地提高了镁合金AZ31的耐蚀性能。     

工艺参数对38MnVS钢锰系磷化膜表面形貌和耐蚀性的影响

目的研究磷化温度和时间对38MnVS钢磷化膜表面形貌、膜厚和耐蚀性的影响,获得38MnVS钢锰系磷化的最佳工艺参数。方法通过控制单因素变量,在不同磷化温度和时间下在38MnVS表面制备锰系磷化膜。通过扫描电镜(SEM)、测厚仪和硫酸铜点蚀测试等方法,对38MnVS钢表面磷化膜形貌、膜厚及耐蚀性能进行了分析。结果 38MnVS钢表面磷化膜为非均匀形核,磷化膜晶粒首先形成于划痕和晶界处。随磷化时间延长,磷化膜晶粒迅速覆盖基体表面,磷化膜厚度和耐蚀性不断增加。当磷化时间大于15 min时,磷化膜性能变化不大。当磷化温度小于75℃时,不利于磷化膜的生长,磷化膜不能完全覆盖基体,磷化膜的厚度和耐蚀性较低。随磷化温度的升高,磷化膜晶粒不断长大,磷化膜厚度和耐蚀性迅速增加。当磷化温度超过95℃时,磷化膜性能增速下降。结论 38MnVS钢的最佳磷化工艺为:85℃,15 min。     

工艺参数对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响

以磷酸二氢锰和无氟添加剂为主要成分,通过化学沉积的方法在AZ31镁合金表面获得了均匀且无氟、无镍和无铬的磷化膜。采用硫酸铜点蚀测试、扫描电镜及电化学极化曲线表征手段,详细地研究了成膜温度、游离酸及酸比工艺对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响。结果表明：在成膜温度95℃,游离酸FA 4-5, 酸比TA/FA 15~20的条件下,可获得晶粒<20 μm的致密磷化膜,耐CuSO₄点蚀时间>5 min。磷化AZ31镁合金的自腐蚀电位比未处理基体正移110 mV,自腐蚀电流密度降低3个数量级。成膜温度<75℃时,不能得到完整的磷化膜;成膜温度≥75℃时,随着成膜温度的升高,磷化膜颗粒得到细化,膜层更加致密,进而有效地抑制AZ31镁合金的阳极溶解和阴极析氢,提高了耐蚀性能。但升高成膜温度,加速磷酸盐的水解,容易产生大量的磷化渣,而游离酸的控制,能够有效减少磷化渣的产生,降低生产成本,提高膜层质量。     

镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程及形成机理

以磷酸二氢锰的盐溶液为研究体系,采用SEM和EDS和电化学分析手段,研究镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程和形成机理。结果表明:磷化膜的生长过程分为5个阶段:基体溶解-成核阶段(0～130 s)、基体和磷化膜溶解阶段(130～630 s)、磷化膜快速生长阶段(630～1 300 s)、磷化膜稳态生长阶段(1 300～2 000 s)和磷化终止阶段(2 000 s以后)。磷酸盐晶核在镁合金AZ31浸入溶液的初始阶段一次形成,并优先在β相表面经过成核—长大—分裂—细化—增厚5个过程,沿表面方向生长和外延,最终形成致密的磷化膜。并且,磷化膜有两层,第一层是以Mg3(PO4)2和AlPO4以及MnHPO4为主的沉积薄膜;第二层则是在β相表面成核—长大的MnHPO4磷化膜。     

耐磨复合磷化的研究

传统的磷化膜主要用于耐腐蚀.主要研究一种耐磨性磷化膜,目的是提高磷化膜的耐磨性,使磷化膜可以作为一种固体润滑膜独立使用.按磷化的成膜机理,设计了耐磨复合磷化液配方.研究了磷化液主要成分的含量、温度、时间、酸比等工艺参数对磷化成膜的影响,并研究了复合磷化膜的耐磨性.结果表明:最佳磷化工艺为20g/L Zn(NO3)2、60g/L日夫盐、15g/L Mn(NO3)2、2g/L Ni(NO3)2、2g/L Ca(NO3)2、1g/L酒石酸,少量添加剂,温度60～70℃,时间10～15min.复合磷化膜为深灰黑色,细密针状结晶,孔隙分布均匀.磷化前的表面调整能提高磷化质量.复合磷化膜能有效降低摩擦副表面的摩擦因数,从原来的0.8降到0.2.提高了耐磨性.     

镁合金电化学转化膜的组成及反应机理

目的更好地开展镁合金防腐蚀研究,提高其耐蚀性。方法利用电化学法制备镁合金磷化膜,通过单因素条件实验研究电流密度、温度以及时间对反应过程的影响,得出制备最佳方案。通过X荧光光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)及电化学测试等现代检测技术对镁合金电化学膜微观结构、沉积速率等进行测试,得出制备的转化膜组成成分的定性及半定量分析结果,以此推断镁合金电化学转化膜的生成机理。结果电化学法制备镁合金磷化膜的最佳工艺条件为:电流密度0.5 A/dm2,温度30℃,反应时间5 min。EDX分析结果显示,磷化膜主要成分为Mg、P、Zn,其质量分数分别为11.017%、2.105%、28.534%。结论电化学转化膜的主要化学成分为Mg、P、Zn,还有少量其他成分,如Al、S、Ca、Mn、Ni、Cu。腐蚀机理复杂,不确定性较大。镁合金磷化膜主要由结晶型磷化锌、磷化铝、锌镁金属磷化夹杂物和单质Zn组成,并且还有少量的其他化合物。     

铝合金表面磷化工艺研究

介绍了铝合金表面磷化膜形成的基本反应机理,详细分析了铝合金磷化反应前处理,磷化反应过程中三个区域的作用及磷化速度的影响因素,并对影响磷化膜质量的因素如磷化工艺参数、磷化液成分及磷化前后处理等进行了研究。     

热镀锌层上磷酸锌转化膜的生长与耐蚀性

热镀锌钢板在pH3.0、45℃的磷酸锌溶液中磷化2～600s,用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析磷化膜的组织形貌和成分,并探讨膜层的生长行为。结果表明:磷酸锌晶体在锌晶粒内及晶界处均可成核,开始是以接近平行的片状生长,并逐渐向多方向生长成扇骨状的晶片。随着磷酸锌晶体的成核和生长,磷化膜的覆盖率增加,但晶体之间的孔隙难以完全消除;长大的磷酸锌晶片容易折断脱落,导致磷化后期膜层的质量增量减小;磷化膜主要由Zn3(PO4)2.4H2O组成。热镀锌钢板经磷化处理后,耐蚀性显著提高,磷化膜的耐蚀性随磷化时间和膜层覆盖率的增加而提高。     

中温锌一钙系黑磷化膜的制备与性能研究

为了改善锌-钙系黑色磷化膜的外观和性能,探讨了配方与工艺,采用扫描电镜(SEM)观察磷化膜表面微观形貌,X射线荧光光谱法(XRF)分析磷化膜成分,测试了膜层厚度、附着强度、耐磨性和耐蚀性能.结果表明:采用硝酸铜作发黑剂,Na2MoO4为氧化促进剂,经过硝酸铋预浸处理能够获得深黑色、防护性能良好的磷化膜.CaO的含量增加能改变膜表面晶体形貌,当氧化钙含量为30g/L时,晶体粒径明显减小,膜层中锌、钙元素含量增加,使耐磨性能和耐蚀性能提高.     

钢铁表面常温超声磷化研究

目的通过在钢铁件表面磷化处理中引入超声波,提高磷化膜的外观及耐蚀性。方法首先采用正交实验确定了磷化液的最优配方,其次采用单因素实验考察了超声波作用下磷化p H值、磷化温度、磷化时间、超声功率对磷化膜性能的影响,最后采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪,对超声磷化膜和普通磷化膜的微观形貌和物相组成进行了分析。结果正交实验得到的最优磷化液配方为:氧化锌15 g/L,磷酸90 g/L,硫酸羟胺(HAS)10 g/L,硝酸锰4 g/L。各因素对磷化影响主次顺序为:磷酸>硝酸锰>氧化锌>HAS。最佳磷化工艺条件为:磷化液pH值2.3~2.6,磷化温度30℃,磷化时间45 min,磷化超声功率210 W。最优配方及最佳磷化工艺条件下制得的磷化膜结构均匀致密,硫酸铜点滴时间为320 s。超声磷化膜和普通磷化膜相比,前者晶粒长径比接近1,后者晶粒的长径比接近4,前者晶粒分布均匀致密,后者表面颗粒分布不均匀,晶粒间存在较多孔隙。前者物相组成主要是Zn3(PO4)2·4H2O和MnHPO4·3H2O,后者物相组成比前者多了组分Zn2Fe(PO4)2·4H2O。结论超声磷化比普通磷化得到的磷化膜,外观及耐蚀性更优越。     

钢板表面状态对磷酸盐保护膜的影响

为研究钢板表面状态对磷酸盐保护膜的影响,本文对表面光洁、有色差、有“W”压氧3种表面状态的钢板进行了磷化处理,并进行表面形貌观察、磷化膜重测定、耐蚀性实验、扫描电镜及EDS分析。结果表明,钢板磷化后表面形貌受原板表面质量影响很大,有色差的基板在磷化后表面出现亮白条纹;有“W”压氧的基板磷化后表面会形成黑色条纹缺陷。但基板表面状态引起的磷化后表面缺陷基本不影响磷化膜的耐腐蚀性,膜重和粒径满足要求。本文指出,由于磷化膜遗传基板表面状态,要解决磷化后表面形貌缺陷,必须通过改善基板表面质量来消除。     

环保型中温磷化工艺

采用正交试验法优选了一种环保型中温磷化工艺配方。通过硫酸铜点滴,3%NaCl溶液浸泡等方法,测定了磷化膜的外观、耐蚀性、防锈性、膜重以及漆膜附着力等性能。结果表明,本研究得到的磷化膜呈彩色,均匀、致密,平均膜重约3.40 g/m2;耐蚀性、防锈性均较好,磷化后漆膜附着力大幅度提高。     

磷化处理对无铬钝化热镀锌板耐蚀性能的影响

研究了磷化处理工艺对无铬钝化热镀锌板耐腐蚀性能和表面形貌的影响。采用扫描电镜对其表面形貌进行分析，同时与未经过磷化处理的钝化板表面形貌进行对比；采用电化学阳极极化曲线方法和电化学阻抗法对磷化处理后钝化板的耐腐蚀性能进行了研究。在钝化板膜重为0.8 g/m²的情况下，经磷化处理的钝化板表面钝化膜完好，没有发现锈蚀或钝化膜剥落现象；经磷化处理的钝化板自腐蚀电位和阳极电流密度不变，阴极电流密度和自腐蚀电流密度有所提高；Nyquist图的高频部分在磷化处理前为容抗弧，磷化处理后出现具有Warburg阻抗的直线，说明磷化处理后钝化膜表面出现扩散过程。 研究表明，钝化板经过磷化处理后表面未形成磷化膜，耐腐蚀性能仍来自原钝化膜，经磷化处理的钝化板的耐腐蚀性能有所降低。因此，现有常规的磷化处理并没有增加钝化板的耐腐蚀性能，如果有需要提高钝化板耐腐蚀性能的要求，必须针对无铬钝化板研制专用的磷化液和磷化工艺。     

环保型常温磷化液的研制

通过正交试验和综合评定法,确定了一种不含重金属盐和亚硝酸盐的环保型常温磷化液的介质组成及相应的工艺参数,检测分析了磷化膜的外观、膜重和耐蚀性能.常温条件下在某浸渍生产线上使用,该磷化液能够形成合格的磷化膜.     

超声场下磷化时间对NiTi合金表面磷化膜形貌及性能的影响

目的通过表面改性处理来减小镍离子溢出对人体产生的危害,同时提高其力学及生物性能。方法采用超声磷化技术在镍钛合金表面制备磷化膜,研究磷化时间对NiTi合金表面磷化膜形貌及性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、摩擦磨损仪及电化学工作站等仪器对表层的形貌、结构、成分、耐腐蚀性、耐磨性、生物活性进行表征。结果超声磷化最优磷化时间为1 h,生成的磷化膜均匀、致密、完整,呈细小短棒状,其厚度约为17.5μm,自腐蚀电位由基材的-0.72 V提高到-0.3229 V,自腐蚀电流密度下降了2个数量级,摩擦系数稳定在0.12左右,相比于基材的0.50,降低了很多。磷化膜浸泡在SBF中30天后,成功吸附了细小、均匀、致密的类羟基磷灰石。结论超声磷化处理能明显改善镍钛合金的耐蚀性能、耐磨性能以及生物性能。     

常温锌系磷化液消耗规律及成膜机理的研究

为得出常温锌系磷化液消耗规律及成膜机理,通过用HG-6061Ⅱ型磷化液对碳钢试片进行反复磷化处理,定期测定工作液各组分的含量,找出消耗规律,制备出校正液和工作液的调整方法.并对磷化膜进行了SEM形貌和XPS能谱分析.推断出成膜反应机理和膜的形态及组成.     

低温锌系磷化液的研究

研制了一种新型低温锌系磷化液.通过耐蚀性、电化学测试及扫描电镜观察,表明碳钢经磷化后改善了阳极溶解性能,具有良好的耐蚀性能.磷化膜结晶组织呈网片状结构,均匀、密集,弥散分布,属结晶型磷化膜.该工艺成本低、成膜快、耐蚀性好、性能稳定,具有工业推广价值.     

灰铸铁中温磷化工艺和磷酸盐晶体形貌

对取自135型柴油机气缸套的高磷灰铸铁试样进行了中温磷化处理。对磷化表面进行了扫描电镜观察。结果发现,磷化膜形态为无规律分布的磷酸盐晶簇。磷化工艺,包括磷化液成分、磷化温度和时间,对磷酸盐晶体的形核、生长、形态及性能有明显的影响。