表面加工技术-镁合金(共21页)

1、表面加工技术课程(kchng)论文镁合金表面处理国内外研究应用(yngyng)现状(Magnesium alloy surface treatment study abroad application status)学院(xuyun)名称： 材料科学与工程学院 专业班级： 复合材料2345 学生姓名： 不知道 学 号： 311070623432 指导教师： 你你你 镁合金表面处理(chl)国内外研究应用现状摘要(zhiyo)：镁合金的防护通常采用氧化(ynghu)、预处理、涂装等方法。其中，氧化处理包括化学氧化和电化学氧化。化学氧化的氧化膜层薄，防腐性能差，需要通过多层油漆涂装，才能达到防腐要

2、求；电化学氧化包括普通阳极氧化、微弧阳极氧化等。关键词：镁合金；表面处理；研究现状；Magnesium alloy surface treatment study abroad application statusAbstract :Protection of magnesium alloys usually by oxidation, pretreatment, coating method. Among them, oxidation treatment including chemical and electrochemical oxidation. Oxidation chemical

3、 oxidation of thin, poor corrosion resistance, through layers of paint coating, in order to achieve the corrosion; electrochemical oxidation including conventional anodic oxidation, micro arc anodic oxidation.Key words :magnesium alloy;surface treatment;research status;前言 我国镁矿丰富,储藏量约31.45亿吨,目前已是世界纯镁

4、出口的第一大国。大规模的镁合金铸件应用和生产方兴未艾,因而我国应加强镁合金表面防护技术的研究1,这对深化我国特色资源的加工利用,改善目前我国靠原材料市场出口创汇,优质镁合金制品几乎依赖进口的被动局面显得尤为重要。特别是当前石油价格攀升到历史最高点75美元一桶,节能问题陡显,要求减轻车的自重,采用镁合金制造交通运输工具的零部件,可达到最大的减重效果2-6。另外,近10年来,3C(computer,communication,consumer electronics products)产品发展速度极快,该类产品常常要求便携性,故需要轻质量的材料。北美、欧洲、日本和台湾地区已经广泛将镁合金应用于汽车

5、和3C产品上7-9。 镁是金属结构材料中最轻的一种，纯镁的力学性能很差，但镁合金因体积(tj)质量小、比强度高、加工性能好、电磁屏蔽性好、具有良好的减振及导电、导热性能而备受关注10-12。因此,镁合金在航空工业,汽车工业和电子(dinz)通讯工业中得到广泛的应用13-15。但是,镁的化学稳定性低,电极电位很负(-2.34 V),耐蚀性较差。镁及其合金在大多数介质(jizh)中都不稳定,不耐蚀,因此必须进行表面处理才能适应耐蚀耐磨的需求。其次对于外观极其讲究的电子产品外壳则更需要进行合适的表面处理,以适应市场的需要13,16。1镁及镁合金的性质1.1镁及镁合金的基本性质 镁是工程用金属材料中相

6、对密度最小的银白色金属(密度为:1.749g/cm3,)17,也是常用金属中化学性质稳定性最低的金属,其电位很负V0=-2.34v,且PB比为0.79,不会象铝那样生成具有保护作用的氧化膜,所有这些都决定了镁的耐蚀性较差,在大多数介质中都不稳定、不耐蚀。再加上纯镁的强度较低,不宜作为结构材料。但是镁合金相对密度小、比强度高、比刚度高,能承受较大的载荷。其比强度不仅高于大多数高强钢,而且高于铝合金,所以镁合金特别受航空航天等尖端工业和汽车工业的青睐。1.2镁的耐蚀性 镁在绝大多数无机酸、有机酸中都不稳定,在中性盐介质中,甚至在含一定量CO2的纯蒸馏水中也会发生明显的腐蚀,并释放出氢气。但在铬配和

7、氢氟酸中却相当稳定,这是因为生成了保护性的表面膜而进入钝态。镁及镁合金在不同的盐溶液中腐蚀速率差异极大,这主要取决于盐溶液的性质,此外还有溶液的HP值、活性离子等因数。当温度低于50-60时,镁在氨溶液或碱溶液中相对稳定。另外镁在液态碳氢化合物(如无水乙醇、丙酮、苯等)中具有良好的耐蚀性,甚至不受任何腐蚀18。 镁在大气条件下与在溶液中的腐蚀特征不同,在水溶液中几乎都是纯粹的析氢腐蚀,而在大气中同时有氧的去极化,大气中相对湿度(xingdu shd)越低,氧去极化的成分就越大,反之氢去极化的过程越强,辐射速度越大。大气中的杂质以氯化物和二氧化硫最为有害,因此在海洋大气和工业大气中,镁及镁合金都

8、不耐蚀。 由于镁的电位很负,且析氢腐蚀的倾向很大,因此与铝相比,镁中的杂质元素或与其他金属相接触(jich)时加速腐蚀倾向更大,若镁中含有微量的低析氢过电位元素如铁、钻、镍、铜等,其耐蚀性显著降低,而其他元素的影响并不显著。1.3镁合金的耐蚀性 从强化效果、合金相对密度等方面来考虑,镁合金中一般采用铝、锌、锰等合金元素。就耐蚀性而言,变形镁合金不及铸造镁合金。因为前者除了(ch le)一般耐蚀性较差外,应力腐蚀的敏感性也较高。在常用变形镁合金中,MB3对SCC最为敏感,MB1和MB8最不敏感,在综合考虑其他性能的条件下,以MB8用的最多。变形镁合金的应力腐蚀倾向除与合金成分密切相关外,还与腐蚀

9、介质、热处理、冷加工及合金颗粒度等许多因素有关,因此在使用中要综合考虑各方面因素的影响。 总之,镁合金的耐蚀性比其他合金差,对其进行有效的保护具有更为重要的意义。镁合金的保护一般是先进行化学氧化或阳极氧化,得到与涂层结合良好的底层,然后涂有机涂料保护层。此外,在加工、转运及保管过程中,也必须加强对镁合金的防护,免遭明显的腐蚀。 镁锭是镁合金电解精炼的最终产品,精炼后的镁锭因自身的杂质成分及其特殊的物化性质,易被氧化、腐蚀,因此需要对其表面进行处理。目前国内镁锭防腐的方法主要有下面几种:19 (l)清洗掉镁锭表面的金属杂质(主要是铁屑)和粘附在镁锭表面的精练熔剂及50:等气体膜,以提高(t go

10、)镁锭自身的耐腐蚀能力； (2)人为(rnwi)地在镁锭表面加上一层保护膜,用以避免镁锭表面与大气中有害物质的直接接触,减少腐蚀机会,达到防腐的自的。 在工业上用作镁锭防腐(fngf)的方法有:有机膜保护法,电化法,改良法,铬酸盐钝化膜法。下面分别作一简介: (l)有机膜保护法(常用环氧树脂) 一般要先进行预处理,再经三次涂膜,干燥。此法工艺繁杂,劳动效率低,而且经此法处理后的镁锭在脱模时,产生难闻气味,污染劳动环境。 (2)电化法 工艺复杂,氧化膜弹性差,一般在工业上很少采用。 (3)改良法 它具有工艺过程较简单,所需时间短,节约能源等优点,但存在存放时间短的缺点。若要较长时间保存,还必须在

11、F-35号和F-53号防锈油中进行处理,这样又增加了处理工序和处理成本,给使用前的去油膜带来了困难。 (4)铬酸盐钝化膜法 本法是国内热法镁厂较普遍采用的方法,但是此方法工艺流程长,工艺要求严格,镁锭存放时间短,钝化膜耐磨性差,去膜困难,给使用带来极大不便。为了克服以上几种方法的不足之处,蒋和平研究了真空包装的可能性,并设计了真空防腐的工艺流程,取得了工业成功。2 镁合金的腐蚀 镁合金的腐蚀方式(fngsh)通常有两种: 一是化学腐蚀;二是电化学腐蚀。按形态等细分，又可分为电偶腐蚀、点蚀、应力腐蚀、氢脆、晶间腐蚀、丝状腐蚀、高温氧化(ynghu)腐蚀和腐蚀疲劳等。 (1) 电偶腐蚀。它属于电化

12、学腐蚀一类，指的是镁基体与阴极相邻(xin ln)的局部区域常常出现的一种严重腐蚀现象，其阴极可能是外部与之相接触的其他金属、内部第二相或杂质相，它们与镁合金基体形成原电池，诱发电极反应，产生电化学腐蚀20。 (2) 点蚀。由于晶界处的析氢及沿晶界处的基体优先腐蚀脱落的现象即点蚀。当Mg在非氧化性介质中遇到Cl-时，镁合金都有腐蚀开裂的倾向，在它的自腐蚀电位以上会发生点蚀20。通常是在中性或碱性盐溶液中发生的。(3) 应力腐蚀。它是由拉应力与特定的介质环境联合作用引起的21。在含有Cl-的中性溶液甚至蒸馏水中都可能出现该种腐蚀现象。在Ph10.2的碱性介质中或氟化物的溶液中，其抗应力腐蚀的性能

13、较好。(4) 氢脆。又称氢致开裂或氢损伤，是一种由于金属材料中氢引起的材料塑性下降开裂或损伤的现象。镁合金则是由于MgH2的形成而出现氢脆。(5) 晶间腐蚀。绝大多数金属和合金是多晶体，在它们的表面上也显露出许多晶界。在某些环境中，晶界的溶解速度远大于晶粒本身的溶解速度时，会产生沿晶界进行的选择性局部腐蚀，称为晶间腐蚀。受热、受力而引起晶界组织结构的不均匀变化，对晶间腐蚀有很大影响。对镁合金而言，如有晶间腐蚀，则是指基相的晶粒靠近周边处的腐蚀。(6) 丝状腐蚀。它是由穿过晶界表面运动的活性腐蚀电池引起的。一般发生在保护性涂层(如有机硅涂层)和阳极氧化层下面，没有涂层的纯Mg不会遭受丝状腐蚀。(

14、7) 腐蚀疲劳又称为交变应力腐蚀。在交变应力，如热应力或弯曲应力的作用下，金属晶格间产生滑移，出现腐蚀疲劳，破坏了金属表面的保护膜。其特征是，在宏观上裂纹常常成群地、丛状地垂直于应力方向分布； 微观上裂纹多是穿晶分布，不分枝(fn zh)或很少分枝。当应力较小以腐蚀作用为主时，裂纹端部多呈圆钝状； 反之则端部略尖。腐蚀性热疲劳损坏，一般产生的裂纹不大，很少发生爆破；在断口上既有腐蚀破坏特征，又有疲劳破坏特征。为了防止腐蚀疲劳，主要应消除或减小附加应力，采取合理的结构，减小温度剧变等。3镁合金表面(biomin)处理技术 由于镁合金易遭受环境介质的腐蚀，所以在作为结构材料使用时必须先经过表面(b

15、iomin)处理来改善其耐蚀性22。镁合金的防护通常采用氧化、预处理、涂装等方法。其中，氧化处理包括化学氧化和电化学氧化。化学氧化的氧化膜层薄，防腐性能差，需要通过多层油漆涂装，才能达到防腐要求；电化学氧化包括普通阳极氧化、微弧阳极氧化等23-24。微弧阳极氧化所得膜层硬度高、防腐性能好，但是镁合金试样表面持续激烈的火花放电和气泡析出，致使微弧氧化膜层中微孔和微裂纹的生成，导致耐蚀性下降25-26。因此，必须通过后续处理，弥补微弧氧化膜层的表面缺陷通过磷化处理工艺使镁合金的耐蚀性满足实际应用要求，又可改变其外观颜色，但磷化工艺还不成熟25通过合金化的方法来改善其性能，特别是期望发现“不锈镁”的

16、努力至今还没有取得进展27。 既然各种单一工序处理镁合金表面都存在一定缺陷，可以采用几种工序组合处理方法达到取长补短的效果，将镁合金表面的耐蚀性能达到最佳。3.1 镁合金磷化后电泳(din yn)涂装 镁合金经过磷化后虽然耐蚀性和附着力有一定程度的提高，但是(dnsh)由于一般的磷化所得到的膜层均存在结晶组织较大。不完整和有裂纹等缺点，加上镁合金自身耐蚀性较差，所以磷化膜对镁合金基体的保护将大大减弱。采用磷化后电泳可以弥补磷化的不足，封闭磷化膜的孔隙及裂纹，使镁合金耐蚀性大大提高，而且磷化处理给电泳涂装提供了较好的附着力。 Umehara等28-29在AZ91D镁合金上采用磷酸(ln sun)

17、-高锰酸钾溶液得到的以Mg3(PO3)2为主要成分的磷化膜，通过添加硼酸钠和盐酸调整磷化液pH至中性或碱性，获得了耐腐蚀性与铬酸盐转化涂层相当的转化膜，并对其微观结构进行了研究。Han等30在AZ31D 镁合金上制备了主要含Mn3( PO3)2的磷化膜。Kouisni等31对AM60镁合金锌系磷化膜的生长核机理进行了研究。目前对于镁合金磷化和涂层存在的主要问题是磷化膜的显微组织较粗大，膜层覆盖不全，而且膜层内部有裂纹。连建设等32-33在镁合金表面制备了均匀细致无裂纹的磷化膜。磷化膜作为中间膜层，对镁合金基体及电泳涂层起着承上启下的作用，对于镁合金磷化膜与电泳涂层的匹配性和涂层的性能进行研究是

18、很有必要的。 陈亮朝等34研究AZ31变形镁合金的表面磷化和电泳涂装工艺，利用扫描电镜。能谱仪等对磷化过渡层的结构和成分进行了分析，确定了合适的磷化工艺，即 pH为3-4，为25-40，t为3-10min，通过电泳得到了性能良好的涂层。研究表明，电泳涂层的结合力达到1级，耐3%盐水360h不起泡，耐中性盐雾试验140h无变化。因此，磷化后电泳的方法用于镁合金的表面防护是可行的。 连建设等35在磷化液中添加Ce3（NO3)3及腐蚀抑制剂，在镁合金表面制备了均匀致密的锌系磷化膜，在磷化膜上进行阴极电泳处理制备的涂层具有良好的附着力和耐蚀性。在磷化液中加入稀土添加剂可使锌系磷化膜致密无裂纹，磷化膜在

19、阴极电泳和烘烤固化过程中的质量损失率较低。当磷化液中 Ce3（NO3)3为1.5g/L时，磷化膜的组织最致密，电泳漆膜的附着力和耐蚀性也最好。在镁合金的锌系磷化膜上沉积20m阴极电泳涂层，耐盐雾腐蚀可达 720h以上，沉积35m阴极电泳涂层时，耐盐雾腐蚀可达1000h以上，试验结果表明，稀土锌系磷化后低温阴极电泳工艺适合于镁合金的表面防腐(fngf)处理。 张津等36在硅烷和磷化预处理后采用(ciyng)阴极电泳技术在AZ31B 镁合金表面制备(zhbi)有机涂层，并与传统喷漆性能进行对比，指出硅烷和磷化预处理均有助于提高电泳涂层与基体的结合力，阴极电泳涂层的综合机械性能优于喷漆涂层。 高宇3

20、7采用磷化及阴极电泳涂装工艺相结合的方法改善AZ61镁合金的耐蚀性能。在磷化工艺研究中，首先采用均匀试验方法设计实验，在6因素24水平的实验基础上，选择较好的基础磷化配方与工艺。然后在此基础上分别改变磷化液的pH、氧化锌质量浓度及磷化温度等，探讨这些因素对磷化膜结构和性能的影响，最终得到的磷化工艺为:7.57ml/lH3PO4、2.0g/lZnO、磷化为40 、pH为2.5。利用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪观察和分析了磷化膜的表面形态和组成，采用涡流测厚仪测量磷化膜的厚度，并通过阳极极化曲线、交流阻抗谱(EIS) 和腐蚀质量损失等方法评价了磷化膜的耐腐蚀性能。 类衍明等38通过AZ31B镁

21、合金表面磷化预处理及电泳涂装得到了复合电泳涂层，并对复合涂层的耐蚀性能进行评价。磷化膜内层连续致密，外层粗大的晶粒使表面粗糙，提高了与电泳涂层的结合力；复合涂层的附着力。硬度冲击性能及耐蚀性能都有显著提高。因此，磷化预处理的丁二烯阴极电泳涂层对镁合金起到了良好的装饰和防护作用。3.2 镁合金微弧氧化后电泳涂装 微弧氧化是基于阳极(yngj)氧化发展起来的新型表面处理技术，与阳极氧化相比，微弧氧化可以显著提高金属耐磨性、耐蚀性和后续膜层的黏合力等性能39-43。微弧氧化(ynghu)技术具有工艺简单、环保及氧化产物具有陶瓷质属性等特点，但所得陶瓷膜多孔导致其耐蚀性能提高受到限制44-47，原因是

22、试样表面持续激烈的火花放电和气泡析出，致使微弧氧化膜层中微孔和微裂纹的生成，从而导致耐蚀性下降。电泳(din yn)涂料是以水溶性离子型聚合物为成膜基料，涂料的沉积伴随着电化学反应而进行，涂料利用率高达95%，在凹陷处及结构复杂部位也能形成均匀的保护膜，但阳极电泳工艺对前处理要求很高，前处理直接影响到电泳的效果。 综合以上各处理工序的缺点，采用电泳涂装作为微弧氧化后处理工序，形成微弧氧化#电泳涂装复合工艺，不仅简化了镁合金电泳前处理工艺，而且复合膜层使镁合金的耐蚀性能有大幅度提高，另外，微弧氧化工艺相对磷化工艺来说，在提高镁合金耐蚀性的基础上，简化了电泳前的处理工艺，避免了工业废水排放，并且提

23、高了处理效率。 袁兵等48对AZ91D镁合全进行微弧氧化处理，并在其基础上进行不同的后续表面处理，通过中性盐雾试验分析比较了几组表面处理结合方法对镁合金耐腐蚀性能的影响。结果表明: 微弧氧化陶瓷层与阳极电泳漆膜相结合的防护体系耐腐蚀性能最好。这与微弧氧化膜改善了镁合金表面的显微结构，从而与有机涂层有良好的吸附和嵌合作用的特点有关。 另外，关于微弧氧化与阴极电泳复合处理镁合金表面也取得一定的新进展时惠英等49对AZ31镁合金微弧氧化/阴极电泳复合膜层制备工艺及其耐蚀性进行了研究，在酸性腐蚀条件下，镁合金微弧氧化陶瓷层在1min内已被破坏，而微弧电泳复合膜层在65min后才开始破坏，且耐酸性随微弧

24、氧化时间的延长而增强，在微弧氧化8-12min后施行电泳，所得复合膜层可耐酸130min。在碱性条件下腐蚀7d，两种膜层表面无腐蚀迹象。 杨巍等50采用恒压模式在硅酸盐电解液中制备镁合金微弧氧化陶瓷层，对比研究了微弧氧化#阴极电泳和直接阴极电泳镁合金的截面形貌、结合力以及抗腐蚀性能差异。结果表明，在镁合金微弧氧化陶瓷层的表面可制备电泳有机层，简化了电泳工艺；在微弧电泳复合膜层间形成机械咬合力和化学键力，与微弧氧化陶瓷层和直接电泳有机层相比(xin b)，微弧电泳复合膜层的附着力和耐蚀性都有显著提高。 何毅等51采用微弧氧化-阴极电泳涂装复合工艺，在MB8镁合金表面形成防护性复合膜层。通过SEM

25、观测表明，电泳漆膜与微弧氧化膜紧密结合，且均匀地覆盖了表层动电位(din wi)极化和浸泡试验结果表明，复合膜层的耐蚀性明显优于微弧氧化膜。3.3镁合金表面(biomin)化学镀镍 镁合金是电位较负的金属52，所以在其表面进行的任何镀覆层，都只能是阴极保护镀层。因此要求膜层密实，不能有间隙和针孔。只有当保护膜呈非晶态合金结构，其原子与近邻原子之间的短程有序区距离约为1.5nm，且不存在晶体缺陷，如晶体错位、空穴、晶界和成分偏析等时，才能对基体进行有效保护。 化学镀镍合金能达到该效果。高福麒等53采用重庆丰泰表面技术研究所发明的一种化学镀镍工艺，专利产品名称为FG-20301其基本组成为含镍主盐

26、、还原剂、络合剂、缓冲剂、加速剂、稳定剂及表面活性剂等组成。用水按比例溶解后，对镁合金进行浸泡处理，在其表面催化沉积出非晶态Ni合金膜层，使镁合金制件表面半光亮、耐磨、导电以及防腐蚀性能好，可以满足一般防腐要求。但对易于腐蚀的镁合金，仅通过表面合金化，尚不能完全解决防腐问题，经过合金化预处理，再进行电泳涂装54，则可以取得优良的防腐性能，为镁合金的广泛应用打下良好的基础。后期又用ML-20701型镁锂合金表面镍磷合金化粉水溶液55，处理超轻型镁锂合金得到优良的防腐合金膜层，为镁锂合金后期进行电泳或电镀提供较好的预处理工艺。为了获得可以导电的镁合金表面，张晓琳56先采用微弧氧化技术使镁合金表面形

27、成陶瓷层，然后再进行化学镀镍。3.4镁合金表面(biomin)合金化 通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料溶渗进金属(jnsh)镁合金工件的表面，从而形成合金化的表面强化层由于电火花沉积能够获得平整的表面57，在镁合金表面处理中具有(jyu)很好的应用前景。近年来，我国引进了俄罗斯的电火花强化设备P为1.5KW，放电 f为1200HZ，分挡可调，电极可变速转动。在高能量高频率放电的微电弧作用下，电极转换沉积效率高，溶渗能力强，采用此设备该技术已经开始应用于镁合金表面修复，获得了0.5-1.0mm的沉积层。 采用热扩渗合金化的方法，也可以在镁合金表面形成结合强度很高的渗层.马幼平等58采用传

28、统的固态扩渗方法，将镁合金试样包埋于Zn、AL 混合粉中，在390保温8h的处理条件下，经水加石英砂介质腐蚀磨损试验，在试样表面形成冶金结合的表面合金层，其耐蚀性和耐磨性比相应的化学氧化试样提高了两倍。3.5镁合金表面疏水组合膜层 为了获得超疏水组合膜层，康志新等59采用微弧氧化和有机镀膜技术相结合的复合处理方法，实现Mg-Mn-Ce镁合金表面改性。第一步，微弧氧化工艺采用交流步增恒压。两电极同时成膜模式，f为50Hz，U为 120-180V，每隔 1min步增10V电压至 180V时，保持5min，反应过程不断搅拌和冷却，控制电解液 在30-50，微弧氧化处理t为 11min；微弧氧化结束后

29、用自来水、蒸馏水和无水乙醇依次清洗。第二步，利用电化学工作站（IM6ex，德国Zahner) 以三电极方式采用恒电流法进行有机镀膜，工作电极为微弧氧化后的镁合金试样( 无需再处理(chl) ，对电极为两个不锈钢片(SUS304) ，参比电极为饱和(boh)甘汞电极，电流密度为0.1A/dm2(，有机(yuj)镀膜t为20min ，为25；有机镀膜后将镁合金试样放入干燥箱中干燥(80、1h) ，则在微弧氧化膜上生成了有机薄膜，即获得组合膜层。3.6镁合金表面激光熔覆处理 YaliGao60-61在AZ91HP镁合金表面分别激光熔覆AL-Si及AL-Cu合金，其耐蚀性及耐磨性得到了改善。考察了镁合

30、金激光熔覆处理前后的组织及性能。结果表明，激光熔覆处理前，镁合金表面硬度较低; 激光熔覆后，镁合金表面组织致密、均匀，元素扩散剧烈，界面呈冶金结合，熔覆层硬度可达270HV，可能与其成分所对应的合金具有很窄的凝固温度范围即具有很好的铸造性能有关。 陈长军等62为提高镁合金的表面耐磨性，采用激光熔覆AL2O3纳米颗粒对ZM5镁合金进行表面改性处理激光改性采用500W脉冲 Nd: YAG 熔化预置在ZM5表面的AL2O3纳米微粒进行处理的。激光熔覆后，对改性层的显微结构进行了分析，同时对显微硬度与激光加工参数之间的关系以及耐磨性进行了测试。改性层的显微硬度可达350HV，而基材的显微硬度只有100

31、HV。激光改性处理层的耐磨性有显著的提高。 刘红宾等63-64采用激光熔覆技术在镁合金表面制备Cu-Zr-AL非晶复合涂层，该非晶复合涂层主要是由非晶及Cu10Zr7和Cu8Zr3相构成，其中非晶相的摩尔分数约为60%。涂层结合区与基体之间的结合形态为非平直晶面型；热影响区由细小的-Mg+-Mg17AL12过饱和固溶体构成；由于高的铝含量增加了热影响区应力腐蚀敏感性，致使在金相腐蚀时其内部局部区域及与熔覆层结合处产生裂纹。在非晶相和金属间化合物复合作用下，复合涂层具有高的硬度、弹性模量、耐磨性和耐蚀性。4镁合金表面(biomin)处理发展方向 作为绿色环保材料的镁合金将大量应用(yngyng)

32、于航空航天、武器装备、汽车、电子等领域,同时镁合金的表面处理也将得到迅猛发展。 1)微弧氧化膜具有更优异的耐蚀、耐磨等综合性能,它将是阳极氧化技术发展的一个重要方向。虽然国内外对镁合金的微弧氧化的氧化液、工艺参数、微弧氧化设备的研究取得了许多进展,但对微弧氧化工艺得到的保护膜的结构以及成膜机理的认识还不够成熟,还有待进一步研究。在含盐的腐蚀性电解液和含2气体的恶劣条件下腐蚀仍然严重。完全解决该工艺的防护效果还需要(xyo)人们进一步深入研究65。 微弧电泳复合表面处理技术将微弧氧化技术与电泳技术的特点相结合,简化电泳工艺,大幅度提高镁合金的耐蚀性,经处理后的镁合金可用在武器装备上,在这方面的研

33、究和应用还处在初步阶段。 2)激光处理也是镁合金表面处理的发展方向之一,激光处理具有工艺简单、污染小等优点,有很重要的研究应用价值。激光熔覆技术在材料表面改性和提高材料综合力学性能方面效果显著,且对环境污染小得多,多层熔覆不但能增加涂层厚度,而且细化了晶粒,大幅度提高了耐磨性和耐蚀性,但在镁合金表面进行熔覆的研究还尚属鲜见,有待于进一步开展研究。 3)镁合金表面渗层处理也是对环境无害的绿色工业,如能开发实际应用的工艺,表面渗层处理法尤其是真空氮离子植入,明显改善耐蚀和耐磨性,并可处理形状复杂的工件,将会是镁合金表面处理很有前途的发展方向之一66。 4)表面(biomin)协合涂层技术是镁合金表

34、面处理的发展方向之一,镁合金表面协合涂层具有高硬度、高耐蚀性,经处理后镁合金可在武器装备方面得到更进一步应用。 5)热喷涂技术对镁合金表面处理可提高其硬度、耐磨性和耐热性方面的研究报道很少,因此,研究改善镁合金的表面强度,提高其耐磨和耐蚀等综合性能的涂层(t cn)具有实际意义。喷涂具有隔热性能的热障涂层防止过热,提高镁合金的高温抗氧化性能,也将成为镁合金表面处理新的研究方向。 6)高能束技术在进行镁合金表面(biomin)改性具有对基体影响小、对环境污染小等优点,若开发出可应用的表面处理工艺,镁合金会在工业中得到进一步应用。 7)新型环保处理液的开发研究以及新近开发的尖端高技术的应用尝试。

35、8)各种表面处理技术的研发还必须要考虑到技术的可操作性、涂层的性价比以及环保问题等因素67。5展望 镁合金作为轻质绿色工程材料，在汽车和电子产品领域应用潜力巨大!镁合金的腐蚀问题是其进一步扩大其应用的技术瓶颈之一。为了使镁合金在工程上获得更多的实际应用，不论在腐蚀基础理论研究，还是实际工程应用方面，需要开展大量的研究工作。目前的表面处理方法在一定程度上提高了镁合金的耐蚀性能，但仍存在一定的不足。考虑到这些不足并综合各工艺的发展进程，表面防护的发展方向大致有如下几点:（1）向着不含铬、磷、氟、氰化物等有害物质的环保型方向发展；（2)加强多层复合叠加对镁合金进行表面处理的研究；（3）对于阳极氧化、

36、微弧氧化、喷涂等所形成的多孔保护层来说，加强对密封材料的研究及后处理工艺的开发将是发展方向之一；(4）加强表面处理材料的研究开发，如稀土元素。目前稀土在镁合金中的应用比较广泛，它们不仅可以添加到电解液中，也可以作为喷涂材料的添加剂或熔覆材料的成分，它们的加入大多提高了基体材料的使用性能68。参考文献1 材料科学与技术(jsh)丛书第八卷非铁合金的结构与性能.卡恩,哈森,克雷默,等译.北京:科学出版社,1999.347-351.2 白木,周洁.车用材料(cilio)镁合金.金属世界,2002,(2):4-5.3 袁序弟.镁合金在汽车工业(gngy)的应用前景.汽车科技,2002,(3):1-3,

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