镁合金健身器材的表面转化膜制备与性能研究

采用正交试验法对AZ91镁合金表面(La+Ce)双稀土转化膜进行了磷酸盐致密化工艺优化,并对比分析了基材和稀土转化膜致密化前后的耐腐蚀性能。结果表明,致密化工艺参数中对转化膜耐腐蚀性能的影响从大至小的顺序为:致密化温度致密化时间(NH_4)_3PO_4浓度,正交极差分析结果优化得到的AZ91镁合金的最佳稀土转化膜致密化工艺为致密化温度45℃、致密化时为3min和(NH_4)_3PO_4浓度6%;磷酸盐致密化处理后可在稀土转化膜表面形成CePO_4、Mg_3(PO_4)_2和LaPO_4相,并对致密化处理前的(La+Ce)双稀土转化膜表面的裂纹/孔洞缺陷进行填补和修复;析氢腐蚀、电化学阻抗谱和极化曲线测试结果相吻合,即3种试样的耐腐蚀性能从高至低顺序为:致密化后的试样致密化前的试样空白试样,即(La+Ce)双稀土转化膜可以对AZ91镁合金起到保护作用,且经过磷酸盐致密化处理后试样的耐腐蚀性能会进一步提高。     

稀土对AZ91镁合金干/湿循环腐蚀产物及阻抗行为的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)研究添加(La,Ce)混合稀土前后AZ91镁合金在融雪剂溶液中经历干/湿交替循环腐蚀后腐蚀产物的组成和结构。结果表明:未添加(La,Ce)混合稀土的AZ91镁合金的腐蚀产物主要由Mg(OH)_2,MgO,CaCO_3及Mg_6Al_2CO_3(OH)_(16)·4H_2O组成;而添加混合稀土的AZ91镁合金表面生成了(La,Ce)AlO_3等含稀土元素的腐蚀产物,同时腐蚀产物出现致密层。不同周期干/湿交替循环腐蚀的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,添加(La,Ce)混合稀土的镁合金在相同腐蚀周期的阻抗谱幅值均高于AZ91镁合金的阻抗谱幅值,稀土的添加有助于降低阻抗谱的弥散效应,表明(La,Ce)混合稀土可以提高AZ91镁合金在干/湿交替腐蚀环境中的耐蚀性和腐蚀产物膜的稳定性。     

镁合金铈化学转化工艺及性能研究

镁合金稀土转化膜技术是一种环保型镁合金表面处理新技术.通过正交实验对压铸镁合金AZ91D铈化学转化处理工艺进行了研究,并对膜层性能进行了测试.结果表明,铈转化处理工艺能够在压铸镁合金AZ91D表面形成均匀、完整的转化膜;膜层主要由Ce2O3、CeO2和MgO以及少量的Al2O3组成;铈转化处理提高了镁合金的耐腐蚀性能.     

建筑装饰用铜合金的表面钝化工艺与性能研究

采用化学浸渍法在装饰用H62铜合金表面制备了不同转化膜,优化了单一稀土盐和复合(Ce+La)盐转化膜的钝化液配方,对比分析了未加稀土盐、单一Ce盐、单一La盐和(Ce+La)盐试样的耐蚀性能和作用机理.结果 表明,单一稀土盐的钝化液中硝酸镧/硝酸铈含量为8％时的转化膜具有最佳的耐腐蚀性能;复合(Ce+La)盐最优钝化工...     

AZ91D镁合金钒酸盐转化膜的最佳制备工艺

过去,对镁合金钒酸盐无铬转化工艺的研究较少.通过正交试验和单因素试验优选了以NH4VO3为主盐的镁合金钒酸盐转化工艺.结果发现,在5 g/L NH4VO3,30 g/L H2PO2-,30 g/L NH4NO3,60 ℃条件下成膜15min可以在AZ91D镁合金表面形成均匀、完整的灰色转化膜;该膜层的微观形貌与铬酸盐转...     

AZ91D镁合金钡基磷酸盐转化膜的形貌、组构及其耐腐蚀性能

采用钢铁、铝改进型磷化技术对AZ91D镁合金进行磷化,膜薄,不耐蚀。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)技术,研究了镁合金预处理后的表面形貌、组构及钡基磷酸盐转化膜的表面形貌及相组成。采用电化学、盐雾和湿热技术测试了磷酸盐转化膜的抗腐蚀性能。结果表明:AZ91D镁合金预处理前后表面的相组成基本不变,酸洗后表面在相界处出现了较深的狭缝;磷酸盐转化膜主要由Mg,MgO和一些无定形的相组成;钡基磷酸盐转化膜可以明显提高AZ91D镁合金的抗腐蚀性能。     

铈单盐浓度对AZ91镁合金表面稀土转化膜的影响

镁合金表面稀土转化膜应用前景广阔,但文献报道的稀土单盐浓度相差较大,为获得最佳单盐浓度,在不同钵盐浓度条件下在AZ91镁合金表面制备稀土转化膜,用扫描电镜、X射线衍射仪、浸泡腐蚀试验和电化学分析等手段和方法研究了转化膜的形貌、成分、结构和性能。结果表明:富钵稀土转化膜主要是由CeO2、CeMg以及少量的Ce5Mg41共同构成;在成膜温度40℃、成膜时间20min的条件下,制备镁合金稀土转化膜的最佳Ce(NO3)3浓度为0.02mol/L。     

镁合金磷酸盐、锡酸盐化学转化工艺及膜层耐蚀性研究

为研究压铸AZ91D镁合金和挤压态AZ31B、AZ61镁合金磷酸盐、锡酸盐化学改性的表面处理工艺及转化膜性能,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、盐雾试验等方法,分析了膜层厚度、表面形貌和相结构,并与不同处理工艺的试验结果进行了对比.结果表明,磷酸盐转化膜较为均匀平整,膜层较厚,存在一些显微裂纹.锡酸盐化学转化膜为近球形微型颗粒密积而成,颗粒之间存在缝隙,微观上凹凸不平,相组成主要为Mg、Al12Mg17和MgSnO3·3H2O,呈晶态结构.两种膜层都可以大大提高镁合金基体的耐腐蚀性能.     

含HF_2~-盐对铝合金稀土转化膜耐蚀性能及膜层结构研究

采用5%NaC1溶液浸泡法、动电位极化曲线法(Tafel)和扫描电镜(SEM)研究了在Ce3+-MnO4-稀土转化膜体系中加入HF2-离子对转化膜耐腐蚀性能及表面结构的影响,并对成膜过程进行了探讨,初步提出转化膜生长三阶段模型。研究表明,添加HF2-离子的溶液不仅可以消除膜层表面微观裂纹,还降低成膜温度、缩短成膜时间、提高膜层耐腐蚀性能。成膜时,首先在试样表面形成三维骨架,然后不断向骨架内沉积Al、Ce的氧化物或氢氧化物,直至将空间填平,形成致密层,最后在致密层基础上形成的疏松层。     

微弧氧化对车用AZ31B镁合金磷酸盐转化膜组织和耐腐蚀性能的影响

为了提高车用AZ31B镁合金磷酸盐转化膜的耐腐蚀性能,采用微弧氧化的方法对其表面进行加强,并测试研究了微弧氧化前后磷酸盐转化膜的组织和耐腐蚀性能.结果表明:磷酸盐转化膜经过微弧氧化增强处理后得到了尺寸更小的微孔,提高了整体膜的致密度并获得更平整表面.微弧氧化后膜内形成了新的MoSi2相,对膜表面微孔形成填充状态,使孔隙...     

镁合金表面钼酸盐转化膜的制备及其耐蚀性能

钼酸盐毒性低,有良好的缓蚀性能,可代替有毒的铬酸盐用于镁合金表面的耐蚀处理。采用正交试验优选了钼酸盐转化工艺中的Na2MoO4.2H2O浓度、NaH2PO4.2H2O浓度、pH值、成膜温度和时间,考察了压铸AZ91D镁合金在优化工艺条件下所得钼酸盐转化膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和中性盐雾腐蚀试验(NSS)等手段研究了转化膜的组成和形貌。结果显示:钼酸盐转化膜主要由Mg,A l,Mo,P和O等元素构成,膜层较为平整、均匀、致密,并存在一些不规则的微裂纹;钼酸盐转化膜有效地提高了AZ91D镁合金的耐蚀能力。     

AZ91镁合金表面MgFe_2O_4薄膜的溶胶-凝胶法制备及其耐蚀性能

MgFe2O4耐酸耐碱,但目前还未见将其制成镁合金防腐蚀涂层的报道。采用溶胶-凝胶法在AZ91镁合金表面制备了MgFe2O4薄膜,利用正交试验研究了镀膜层数、溶胶中Mg2+与Fe3+的摩尔比、烧结温度、烧结时间对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响,得出最优方案,并研究了优化条件制备的膜试样的组织结构及耐蚀性。结果表明:各因素对AZ91镁合金膜试样自腐蚀电流密度的影响程度由大到小依次是镀膜层数、烧结温度、nMg2+/nFe3+、烧结时间;最优条件是镀膜1层,nMg2+/nFe3+=0.35,烧结温度400℃,烧结时间5 h;与AZ91镁合金基体相比,优化条件制备的MgFe2O4薄膜的自腐蚀电流密度降低了1个数量级,自腐蚀电位正移了690 mV,耐腐蚀性能得到很大提高。     

镁合金汽车轮毂表面转化膜的致密化与耐蚀性能研究

为了在镁合金汽车轮毂表面制备成本低、环保和耐腐蚀的转化膜,以提升其耐蚀性能,采用扫描电镜、能谱分析仪和电化学工作站等研究了后续致密化处理温度和时间对Mg-5.2Al-0.5Mn-1.8Ca合金表面铈转化膜形貌和电化学性能的影响.结果 表明:转化膜经磷酸盐致密化处理后其腐蚀电位正移、腐蚀电流密度减小、极化电阻增大,转化膜的耐腐蚀性能得到增强,且致密化温度为85℃时转化膜的耐腐蚀性能最好;随着致密化时间的延长,转化膜的腐蚀电位呈现先正向移动后负向移动特征,腐蚀电流密度先减小后增大,极化电阻先增大后减小,在致密化时间为60s时,转化膜的腐蚀电位最正、腐蚀电流密度最小、极化电阻最大,具有最佳的耐蚀性能.致密化处理前的原始转化膜的耐腐蚀性能主要与表面裂纹和转化膜结构有关,致密化处理后其耐腐蚀性能主要与新形成的致密CePO4膜层有关;在致密化温度为85℃、致密化时间60 s时,镁合金表面转化膜具有最佳的耐蚀性能.     

时效对AZ63镁合金稀土镧-铈转化膜耐孔蚀性能的影响

时效时间对镁合金表面稀土转化膜的耐腐蚀性能有很大影响.将AZ63镁合金浸入硝酸镧和硝酸铈混合溶液中,在其表面制备稀土镧-铈转化膜并在空气中作0,24,48,60,72,90 h时效处理.利用循环伏安曲线、极化曲线、扫描电镜对AZ63镁合金稀土镧-铈转化膜在3％NaCl溶液中的孔蚀行为进行了研究.结果表明:时效处理能进一步提高稀土镧-铈转化膜的附着力、致密性和均匀性,从而显著提高镁合金的耐蚀性;稀土镧-铈转化膜的耐蚀性随时效时间的增加先增强后减弱,时效48 h时稀土镧-铈转化膜致密、附着力强,具有较好的耐蚀性,不易发生孔蚀,击穿电位为-1.418 V,孔蚀坑较浅;大电流密度更容易诱发孔蚀,当诱导孔蚀电流密度分别为0.4,1.5 mA/cm2时,时效48 h稀土镧-铈转化膜的诱发孔蚀时间为480,300 s.     

成膜时间对镁合金表面Ce-Mn转化膜组织及耐蚀性的影响

以四硼酸钠为添加剂,Ce(NO3)3-KMnO4为主要成膜剂,室温下在AZ91镁合金表面制备了Ce-Mn转化膜。基于优化的成膜剂浓度比,主要研究了成膜时间对膜层组织和耐蚀性的影响。结果表明转化膜层主要由O、Mg、Al、Mn、Ce等元素组成,随成膜时间延长,膜层不断增厚,且产生裂纹甚至膜层剥落。Ce(NO3)3/KMnO4浓度比较低时成膜速率较慢,膜层中Ce/Mn原子较小,但膜层的电化学性能较优。开路电位随成膜时间延长呈现先急剧增大,后缓慢增加并在2min后趋于平稳的趋势。室温下处理2min即可获得组织致密且耐腐蚀性能较好的转化膜,与基体相比,经配方A和B成膜后的试样,其自腐蚀电流密度由34.099μA/cm2分别下降到0.822和1.367μA/cm2,电阻由0.64kΩ.cm2分别增大到32.01和20.96kΩ.cm2。     

AZ91镁合金直接化学镀镍及镀层性能

为提高AZ91镁合金的耐腐蚀性能,优选了AZ91镁合金表面直接化学镀镍工艺,并对镀镍层的致密性、硬度、耐蚀性及结合力等进行了测定。获得了最佳工艺条件：5g／LNi（CH3COO）：,12mL／L40％HF,5g／Lc6H807·H20,30g／L25％NH3·H20,20g／LNa2HP04·H20,1mg／L硫脲,p...     

AZ31镁合金钕基转化膜工艺与耐蚀性能研究

研究了AZ31镁合金钕基转化膜的制备工艺,并对膜层形貌、化学组成和耐腐蚀性能进行了分析。通过正交优化得到了钕基转化膜的4个工艺条件的最佳水平组合为Nd(NO3)3浓度为5g/L,H2O2浓度为5mL/L,成膜时间9min,成膜温度40℃。结果表明,采用最佳工艺得到的钕基转化膜层均匀且致密,其主要成分是Nd2O3和少量MgO。通过动电位极化曲线和析氢实验研究了钕基转化膜层对AZ31镁合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中耐蚀性能的影响,结果表明,钕基转化膜可以大大降低AZ31镁合金的腐蚀速率,当Nd(NO3)3浓度为5g/L时,钕基转化膜的腐蚀电流密度最小,耐腐蚀性能最好。     

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.     

镁合金双稀土转化膜及其耐蚀性能的研究

已有的铬酸盐转化膜技术因污染环境而被限制使用.采用硝酸铈和硝酸镧混合溶液对AZ31镁合金进行了双稀土转化处理,讨论了浸渍时间对转化膜耐腐蚀性能的影响.采用点滴试验、盐水浸溃试验和Tafel极化法评价了双稀土转化膜的耐腐蚀性能.结果表明,经过双稀土处理后,镁舍金的变色时间由6s提高到79 s;在3.5%NaCl溶液中转化膜的腐蚀速率是基体的1/5;转化膜的腐蚀电位提高了0.313 V,腐蚀电流密度由4.03×10-2 mA/cm2降为2.31×10-4 mA/cm2;双稀土转化膜的微观形貌呈破裂的干泥状;双稀土转化处理提高了镁合金的耐蚀性能,随处理时间的延长耐蚀性呈先增加后降低的趋势.     

镁合金电镀铜前处理工艺优选

为了减少环境污染,又可在AZ91D镁合金表面制得致密、结合强度较高的铜电镀层,以钼酸钠代替传统的铬酸、草酸进行酸化,采用正交试验、电化学试验、划格试验、热震试验与扫描电镜(SEM)等方法对镁合金电镀前处理中酸化、浸锌工艺进行了探究.结果表明:酸化工艺中,采用钼酸盐酸化,AZ91D镁合金表面氧化膜完全除净并露出镁合金基体,最佳酸化工艺为200 mL/L H3PO4,5 g/L Na2MoO4·2H2O,90 g/L NH4HF2,室温,pH值1.0,时间300 s;浸锌工艺中,硫酸锌和碳酸钠的浓度、浸锌液的温度、pH值以及浸锌时间均对浸锌的效果有很大影响,最佳浸锌工艺为30 g/L硫酸锌,120 g/L焦磷酸钠,3 g/L氟化钠,6g/L碳酸钠,温度75℃,pH值11.0,时间8～10 min;在最佳的酸化以及浸锌工艺条件下,可在AZ91D镁合金表面获得符合各项要求的浸锌层.