AZ91D镁合金表面电弧喷涂/微弧氧化复合陶瓷涂层结构组成与耐蚀性研究

通过一种新的电弧喷涂/微弧氧化(EASP/MAO)复合工艺,在AZ91D镁合金表面制备了复合陶瓷涂层。电弧喷涂处理试样在430℃下进行了热扩散处理后,在以硅酸盐碱性电解液体系中进行微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对复合涂层表面和截面形貌、元素和相组成进行了分析,利用CS2350双单元电化学工作站对涂层试样在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线进行了测定。结果表明:在430℃、氩气保护氛围下,保温热扩散处理2 h后,在基材与喷涂铝层间形成了热扩散层,扩散层由Al3Mg2和Al12Mg17两相组成。由于电弧喷涂铝涂层存在较多的表面缺陷,其对AZ91D镁合金基材只能起到有限的保护作用。经微弧氧化处理后,电弧喷涂铝涂层表面形成氧化铝陶瓷层,主要由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成。跟AZ91D镁合金基体相比,经微弧氧化处理10,20 min后的试样在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位分别正移到-0.8279,-1.0570 V,较基体约分别提高770,550 mV,腐蚀倾向降低,基体的自腐蚀电流密度为经过微弧氧化处理10 min后试样的4.1倍,为经过微弧氧化处理20 min试样的460.6倍。     

Al涂层/AZ91镁合金复合铸造界面的研究

对型芯预喷涂一层Al涂层,将AZ91镁合金液浇注到铸型中实现基体和涂层的结合,对凝固后的结合界面组织和相组成进行分析。结果表明,AZ91镁合金液和Al涂层表面的氧化物发生反应,实现了界面间的润湿,形成冶金结合界面。该界面包含3个扩散层:镁合金基体一侧为(Al12Mg17+δMg)共晶组织;中间层为Al12Mg17金属间化合物; Al涂层一侧为Al3Mg2金属间化合物,并弥散分布着一些氧化物。试验结果证明,通过复合铸造的方法可以实现Al涂层和镁合金基体的冶金结合。     

采用开尔文扫描探针技术研究镁合金偶接铜合金的电偶腐蚀规律

采用开尔文探针技术(SKP)测量AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样在盐雾加速实验中的电偶腐蚀规律.研究表明:AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应受到阳极与阴极的电位差的影响,AZ91D镁合金与H62铜合金偶接试样之间的伏打电位差约为-1.22V,AZ91D镁合金存在显著的电偶腐蚀效应.由于存在较大的伏打电位差,在盐雾实验初始阶段,电偶腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧附近区域,而H62黄铜没有发生明显腐蚀.由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用,AZ91D镁合金表面腐蚀产物与基体间存在显著的伏打电位差,导致AZ91D镁合金基体形成新的腐蚀产物.因此,随着盐雾实验时间延长,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应降低,H62铜合金腐蚀加快.     

AZ91D镁合金在大气环境中初期腐蚀行为的研究

AZ91D镁合金在温度40 ℃和相对湿度100%RH的大气环境中, 其初期大气腐蚀符合指数衰减规律, 在高温高湿环境中促进了AZ91D镁合金大气腐蚀的发展. AZ91D镁合金的大气腐蚀初期腐蚀产物变化规律： 基体上出现点刺状腐蚀产物, 点刺状腐蚀产物长大后形成团刺状的腐蚀产物. 团刺状的腐蚀产物不断长大, 相邻近的团刺状的腐蚀产物聚集交织在一起, 构成疏松的腐蚀产物形貌. 这种疏松的腐蚀产物形貌不具备保护作用, 使得大气腐蚀不断加快. 通过对AZ91D镁合金的腐蚀产物的EDX能谱分析, 并结合对腐蚀产物形貌的观察, 表明在大气腐蚀初期的腐蚀产物主要为： 初期形成的MgO和随后形成更加稳定Mg（OH）2. AZ91D镁合金在β相、划痕和晶界等附近区域容易发生腐蚀. 同时表面残留的污染物（手的汗迹等）区域更加容易发生腐蚀.     

搅拌摩擦处理冷喷涂Al涂层的腐蚀防护研究

本文利用搅拌摩擦处理技术对AZ91D镁合金基体上制备的冷喷涂Al涂层进行了后处理,分析搅拌摩擦处理前后冷喷涂Al涂层的腐蚀行为,对比搅拌摩擦处理前后冷喷涂Al涂层的腐蚀防护性能。结果表明,在搅拌摩擦处理前,冷喷涂Al涂层表面主要发生点蚀作用,同时,由于腐蚀液通过涂层内联通的孔隙和粒子间界面到达基体表面,因此基体发生了腐蚀;而在搅拌摩擦处理后,冷喷涂Al涂层表面主要发生电偶腐蚀,且由于涂层表层联通的孔隙和粒子间界面消失,基体并没有发生腐蚀作用,说明搅拌摩擦处理后的冷喷涂Al涂层能够对AZ91D镁合金基体起到有效的腐蚀防护作用。     

电火花表面改性对AZ91D镁合金电弧喷涂铝涂层耐蚀性的影响

通过电弧喷涂/电火花沉积复合工艺在AZ91D镁合金表面制备了耐蚀性涂层。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、电化学测试和浸泡实验等研究手段,研究了电弧喷涂/电火花沉积复合涂层的结构及耐腐蚀性能,并对涂层腐蚀机制进行了分析。结果表明:经电弧喷涂/电火花沉积复合处理后,E corr=-1.33 V,较基体和喷涂铝涂层试样分别正移约280,40 mV,腐蚀倾向性有所降低;点蚀电位为-0.704 V,较电弧喷涂铝涂层试样提高约60 mV,点蚀敏感性有所降低;电弧喷涂铝涂层试样的钝化电流i pass=4.6×10-3A·cm-2,电弧喷涂/电火花沉积处理试样的ipass=3.2×10-5A·cm-2,经电火花表面改性后,涂层钝化膜自修复能力大幅增强;在3.5%NaCl溶液中,经36 h浸泡试验后,电弧喷涂铝涂层试样表面出现直径达150μm的点蚀坑;而电弧喷涂/电火花沉积复合涂层表面仅出现直径约5~8μm的点蚀坑,涂层发生的主要为亚稳态点蚀。     

锌液温度对热镀锌沉没辊腐蚀失效过程的影响

采用超音速火焰喷涂技术在SOS-316L不锈钢基体上制备WC-12Co涂层,并测试涂层分别在430℃、460℃、500℃锌液中的耐腐蚀性能。采用SEM、EDS和XRD分析了腐蚀前、后涂层表面显微结构及其相组成的变化。结果表明,无涂层试样在腐蚀59h后直径减少20%;随着锌液温度的提高,WC相峰值逐渐降低,Fe-Zn相峰值逐渐升高,腐蚀速度加快;涂层中的Co基体受液锌腐蚀生成Co5Zn21化合物,涂层开始遭到破坏;在500℃温度下,经过10天腐蚀后,部分锌液开始与Fe结合首先产生富铁相Fe Zn11,随着腐蚀时间延长产生富锌相Fe Zn13,涂层开始失效。     

高耐蚀锌铝镁镀层研究现状

从锌铝镁镀层的熔池界面反应、镀层组织、表面和切边腐蚀机理、腐蚀产物类型变化等方面, 对高耐蚀锌铝镁镀层的研究进展进行了详细分析. 根据Al成分含量的不同, 将商用及实验室锌铝镁镀层分为"低铝"、"中铝"和"高铝"锌铝镁三种类型: 不同类型的锌铝镁镀层的金属间化合物层生长动力学存在差异, 为了控制镀层厚度, 应合理控制浸镀时间、温度与熔池成分; 凝固组织也存在差异, "低铝"与"中铝"会析出Al或Zn初晶、Zn/MgZn₂二元共晶组织、Zn/MgZn₂/Al三元共晶组织, "高铝"会产生富Al枝晶、枝晶间富Zn相、Mg₂Si相、MgZn₂相, 不产生共晶组织; 发生表面腐蚀时, "低铝"与"中铝"中MgZn₂相先电离, 并生成碱性锌盐、双层氢氧化物等致密的腐蚀产物, 抑制腐蚀; 发生切边腐蚀时, 锌铝镁会出现自修复现象, 在切边钢基或镀层破损处形成碱性锌盐, 保护基体.      

ZM6镁合金的冷喷铝涂层工艺及耐腐蚀性能研究

为提高镁合金的耐腐蚀性能,本研究在ZM6镁合金基体上采用冷喷涂工艺制备铝涂层,研究了冷喷涂工艺参数（气体温度、压力、喷枪距离及压力）对铝涂层质量的影响,得出最佳工艺参数并利用该最佳工艺参数制备出铝涂层进行盐雾试验。试验结果表明：冷喷涂铝涂层的最佳工艺参数为温度310℃;气体压力2.0MPa;喷涂最佳距离20mm;基板相对移动速度30~50mm.s-1。冷喷涂铝的薄涂层盐雾腐蚀的腐蚀产物为Al2O3、Al(OH)3、Mg(OH)2和MgCl2。随着时间的增长,薄铝涂层被击穿并与镁合金发生电偶腐蚀,加速了基体的腐蚀。冷喷涂铝的厚涂层由于表面形成致密而连续的氧化膜,阻碍了腐蚀介质的侵入,对镁合金基体产生了较好的防护作用。利用最佳工艺参数制备的冷喷涂铝的厚涂层耐盐雾时间超过1200h。     

铒对铸态AZ91D镁合金腐蚀的影响

通过在镁合金AZ91D熔炼过程中添加0.2%、0.4%和0.6%铒,研究了不同铒含量对铸态镁合金AZ91D在4%Na Cl溶液中腐蚀的影响。Tafel极化曲线表明,0.2%和0.6%Er能加速镁合金的腐蚀,在添加0.4%Er后,镁合金的自腐蚀电流密度小于空白试样的自腐蚀电流密度;交流阻抗谱反映出0.4%Er对镁合金的点蚀起到明显的抑制作用,而0.2%Er和0.6%Er却降低了反应过程中的电化学阻力;浸泡失重法也体现出添加0.4%Er对镁合金的缓蚀作用,0.2%Er加速了腐蚀,而0.6%Er随着反应时间的延长,腐蚀速率明显降低,5天后反应速率低于空白样腐蚀速率;通过扫描电镜观察各试样腐蚀1天后的表面形貌发现,AZ91D+0.4%Er能有效抑制点蚀。