镁合金无铬微弧氧化新工艺

利用正交试验对MB2镁合金无铬、磷、镁微弧氧化成膜工艺进行了研究,同时利用表面分析技术,分析了氧化膜层的显微硬度、截面形貌和相结构,采用动电位扫描法考察了氧化膜的耐腐蚀性能.研究的最佳工艺条件为:30 g/L KOH,45g/L Al(OH)3,2 g/L K2SiO3,2g/L添加剂M,电流密度65 mA/cm2,温度45℃.该微弧氧化新工艺能在镁合金上形成银灰色的氧化膜层,其显微硬度值及耐腐蚀性远优于传统含铬工艺DOW17所形成的膜层;微弧氧化膜主要由MgO,MgAl2O4,Al2O3组成,具有多孔结构,孔径较为均匀,分为内外两层,外层为疏松层,内层为与基体结合牢固的致密层;在成膜过程中,电解液的铝盐浓度和微弧氧化电流密度是影响性能的主要因素.     

微弧氧化和阳极氧化处理镁合金的耐蚀性对比

通过电化学分析测量镁合金微弧氧化陶瓷层和阳极氧化陶瓷层的交流阻抗图谱，稳态电流／电位曲线，并对得出的交流阻抗值和腐蚀电流进行比较，结果表明，与阳极氧化处理比较，镁合金经营微弧氧化处理后交流阻抗值增大，腐蚀电流降低，微弧氧化陶瓷层特有的微观结构是其耐蚀性显著提高的主要原因。     

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.     

工艺条件对镁合金微弧氧化的影响

在含有Na2SiO3、NaF、甘油及KOH的电解液中以恒电流方式对AZ31B镁合金进行微弧氧化处理,研究了电解液组分、浓度、电流密度及氧化处理时间等对微弧氧化过程及膜层性能的影响．研究表明：随着电解质浓度的增加,起火时间、起火电压基本呈下降趋势,氧化膜厚度呈增长趋势;过量的NaF会抑制放电;甘油的存在可稳定电解液,抑制尖端放电,使膜层的厚度降低;电流密度的增加可以降低起火时间,增加氧化膜的厚度,对放电电压没有明显影响;随着氧化处理时间的延长,氧化膜的厚度不断增长．     

镁合金微弧氧化绿色陶瓷膜的制备

为了开发更多颜色的微弧氧化陶瓷膜层,通过试验在AZ91D镁合金表面制备出了绿色陶瓷膜层,分别研究了着色盐K2Cr2O7添加量为0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4g/L时和微弧氧化时间为5,10,20,30,40 min时对陶瓷膜的影响规律.结果表明:在10 g/L NaAlO2、1 g/L K2Cr2O7、少量NaOH和H2O2的电解液中进行微弧氧化着色反应,可以得到颜色均匀、致密性较好的绿色陶瓷膜层;陶瓷膜颜色的深浅可以通过微孤氧化时间来控制,微弧氧化时间越长,所得到的膜层颜色越深.绿色氧化膜的成分主要由MgO、Al2O3和MgCr2O4组成,其中MgCr2O4是使膜层产生颜色的物质.     

镁合金微弧氧化膜的微观结构及耐蚀性研究

通过自主研究的微弧氧化工艺在AZ9lD镁合金表面获得了表面质量良好的彩色陶瓷质氧化膜。利用EPMA-EDS、XRD等表面分析手段，研究了微弧氧化膜层的截面形貌和相结构，并采用NaCl溶液浸泡试验和中性盐雾试验考察了氧化膜的耐腐蚀性能。结果显示，氧化膜分成内外两层，外层为尖晶石型的Mg、Al的硅氧化合物陶瓷膜，具有坚硬的特点；内层为含少量硅的Mg、Al复合氧化物，与基体结合牢固，结构致密，形成了硬度和韧性的良好组合。氧化膜具有极佳的耐蚀性，性能优于铬酸盐阳极氧化膜。     

氢氧化钾对镁合金微弧氧化的影响

过去,对碱金属氢氧化物影响硅酸盐溶液体系的研究不多.在KOH溶液和Na-2SiO-3-KOH溶液中进行了镁合金微弧氧化试验,研究了KOH对镁合金微弧氧化过程的影响.结果表明,电解液仅为KOH时,镁合金表面不发生成膜反应,而是发生电化学溶解;在Na-2SiO-3-KOH溶液中,KOH对微弧氧化成膜反应并无贡献,它的加入可以有效地增加溶液的电导率,降低击穿电压,从而影响微弧氧化膜的生长速率.     

镁合金微弧氧化膜相组成及结构分析

为了解镁合金微弧氧化膜的耐蚀性能,研究了其截面不同位置的组织结构及元素分布.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)等测试手段,对镁合金微弧氧化膜层的形貌、结构、相组成及元素分布的特点进行了系统分析.结果表明:膜层表面分布着大量均匀的放电微孔;截面致密层厚度占膜层总厚度的60%以上;XRD图谱显示陶瓷层主要由Mg2SiO4和MgO组成;由电能谱面分析可知过渡层n(Mgo):n(Mg2SiO4)=5:1,致密层n(Mgo):n(Mg2SiO4)=1:1;线性扫描测试结果显示从基体到膜层外表面,Mg元素的含量逐渐降低,O与Si元素的分布相似,均呈先增大后减小的趋势,P含量则基本保持不变.     

脉冲宽度对镁合金微弧氧化的影响

为了研究双极性脉冲微弧氧化电源脉冲宽度对镁合金微弧氧化的影响,在恒流、一定频率,占空比10%～30%对应的脉冲宽度140～430us条件下对镁合金微弧氧化进行了研究.结果发现:随着脉冲宽度的增加,起弧电压逐渐降低,膜层的成膜速率随着脉冲宽度的增加先增大,到一定值后开始减小;随着脉冲宽度的增加,膜层表面的孔洞数量减少,但孔洞尺寸增加.因此,镁合金微弧氧化过程中脉冲宽度要控制在200～300us范围内.     

大面积镁合金件的微弧氧化工艺研究

通过对不同大面积镁合金轮毂在微弧氧化过程中的现象分析及工艺测试,探讨了镁合金在微弧氧化过程中的一般规律,并对大面积镁合金件微弧氧化过程中的电流、电压等重要参数进行了研究,优化出用于大面积镁合金件微弧氧化的电参数,可为微弧氧化工艺及电源设计提供参考.     

镁合金微弧氧化黄色陶瓷膜的制备和结构研究

用微弧氧化方法在AZ91D镁合金基体上获得黄色的氧化膜陶瓷层,分别研究了电解液的成分和添加剂对氧化膜的影响规律.结果表明:样品在Na2SiO3为主盐溶液中加入KMnO4的电解液体系进行微弧氧化反应,可以得到颜色均匀、致密性较好的黄色氧化膜陶瓷层;添加柠檬酸钠能降低起弧电压和弧光的强度,减缓反应速度,并且防止孔蚀形成,从而使形成的氧化膜陶瓷层更加致密.     

电参数对压铸镁合金微弧氧化的影响

采用脉冲电源在K2SiO3-KOH溶液中对压铸镁合金AZ91D进行微弧氧化,并采用扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)研究了微弧氧化电流密度、频率、占空比对陶瓷膜的生长速率、腐蚀速率及组织形貌的影响.结果表明,氧化膜主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和不定形相组成;膜层的生长速率与表面形貌主要由单脉冲的放电能量决定;随电流密度的增加或频率的减小,微弧氧化膜层的生长速率增加,但膜层表面变粗糙并产生裂纹;厚度12～20 μm的膜层有较好的耐蚀性.     

铝、镁合金微弧氧化技术研究进展

综述了微弧氧化技术的基本原理,介绍了铝、镁合金微弧氧化陶瓷层的组织结构和性能,总结和分析了不同工艺参数如电压、电流密度、氧化时间等对陶瓷层性能的影响规律,并对槽液体系如酸碱度、添加剂种类及溶液电导率等对微弧氧化陶瓷层性能的影响进行了介绍,同时对该技术的工艺优点、存在问题进行了简述,并提出了在微弧氧化技术研究开发时应注意的问题,即加强微弧氧化技术基础理论的研究,促进微弧氧化技术的工业化应用.     

镁合金微弧阳极氧化膜的特性

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法初步研究了镁合金微弧氧化膜的成分、相组成及其形貌特征.结果表明,在微弧氧化处理过程中,镁合金基体中的合金元素Al向表面扩散进入氧化膜层,微弧氧化处理液组分中的元素也进入了氧化膜层.氧化膜主要由MgO、Mg2SiO4、MgAl2O4和不定形相组成.在微孤氧化过程中,氧化膜中首先产生的物相为立方结构的MgO,随着氧化时间的延长,氧化膜中出现晶态的MgAl2O4及Mg2SiO4.     

镁合金微弧氧化新型电解液配方研究

为优化电解液组分,提高耐蚀性能,利用正交试验法对镁合金微弧氧化电解液配方进行了优化,得出镁合金微弧氧化新型绿色电解液的最佳配方:1.10 mol/L NaOH,0.04 mol/L碱金属硅酸盐,0.50mol/L碱金属含氧酸盐或1.10 mol/L NaOH,0.04 mol/L碱金属硅酸盐,0.30 mol/L碱金属合氧酸盐,并详细分析了电解液中各组分对微弧氧化陶瓷膜腐蚀防护性能的影响.     

摩托车轮毂镁合金微弧氧化工艺

微弧氧化技术试验研究多,但大型生产应用较少.为此,以大面积镁合金轮毂为例,探讨了镁合金微弧氧化的实际应用,并对镁合金轮毂微弧氧化的工艺参数进行了优化,对膜层的质量进行检测.结果证明:微孤氧化用于镁合金轮毂表面处理效果较好,对大面积镁合金表面处理有着重要的参考价值.     

镁合金微弧氧化动力学影响因素

为了探讨镁合金微弧氧化的动力学影响因素,研究了氧化电压、氧化电流、电解液等对膜层生长的影响,发现这几个因素都是膜层生长的关键因素,在我们的工艺条件下,电流密度范围在0.2～0.3A/cm2之间能获得较好的膜层.     

电压对镁合金微弧氧化膜组织及耐蚀性的影响

由于镁合金耐蚀性差,其应用受到了限制.采用 SEM-EDS,XRD等表面分析技术研究了不同电压对MB5镁合金微弧氧化膜表面形貌、相结构与成分的影响,并用电化学测试方法考察了氧化膜层的耐腐蚀性能.结果表明:处理电压对微弧氧化膜层的微观组织结构、成分有显著影响,而微弧氧化膜层的微观组织结构与成分又直接影响其耐蚀性.在120～200 V下进行微弧氧化,160 V时试样耐蚀性最好.镁合金微弧氧化膜由α-MgF2,MgO,Mg2SiO4和MgAl2O4等含硅或铝的尖晶石型氧化物组成,随着氧化处理电压的增加,MgO的含量明显增加.微弧氧化时出现氧化膜微区熔化,溶液离子与基体合金都参与了微弧区物理化学反应.     

镁合金微弧氧化表面层多孔结构的形成机制

为了探索镁合金微弧氧化表面层多孔结构的形成机制,首先在硅酸盐碱性电解液:5～30g/LNaL2SiO3,1～5 g/L NaOH,5～8g/L KF,0.5～2.0 g/L Na3C6H5O7,0.5～2.0 g/L EDTA中,以AZ91镁合金为基体制备出微弧氧化陶瓷膜,采用恒电流控制模式,电流密度为20～50 A/dm2.然后通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察膜层的表面和横断面结构.结果发现,表面微孔有两种形态,一种呈蜂窝状结构,另一种呈豆瓣状突起结构;同时还观察到了这种孔的形成和衍化过程,其中包括微孔的形成、生长、联接、合并和嵌套等过程.从而得到如下结论:镁合金表面多孔层的形成是一种层进生长模式;镁合金微弧氧化中微孔的萌生是按"气体喷射"机制进行,而孔的发展是按"蜂巢衍进"模式进行.     

镁合金微弧氧化过程中的成膜规律

镁合金微弧氧化膜层的生长按一定的成膜规律进行.从氧化过程中样品各部分尺寸的变化中发现,氧化前期是以向基体外生长为主,而后期则以向基体内生长为主.用ICP-AES仪器研究了基体中的合金元素向溶液中迁移规律.并估算了薄膜生长前期的各种料子运动情况,认为微弧氧化前期膜层的生长速度受电解液中的传质速度所控制.而薄膜生长后期则由扩散方程所控制,其中氧离子的扩散至为关键.