镁及其合金表面处理研究现状

镁及其合金由于具有优良的性能而得到了广泛应用,但由于该合金非常活跃,很容易被腐蚀,而使其应用也受到了限制,因此可以通过适当的表面处理方法来改善镁合金的耐腐蚀性能.较系统地综述了镁合金表面处理的研究现状,介绍了以电镀和化学镀为主要内容的金属镀层处理,以普通阳极氧化和微弧氧化为主要内容的阳极氧化法以及化学转化法和高能束技术在镁合金表面处理中的应用.经这些方法处理后镁合金的耐蚀性得到了明显提高.     

镁合金压铸模铸件微弧氧化表面处理工艺研究

以大面积镁合金压铸模轮毂铸件微弧氧化表面处理为例,设计了镁合金微弧氧化表面处理技术生产线,研究了微弧氧化表面处理技术的成膜机理,以及工艺的参数对膜层质量的影响。结果表明,微弧氧化表面处理技术用于镁合金压铸模铸件表面处理效果较好,对大面积镁合金铸件表面处理有重要参考价值。     

消失模铸造镁合金铸件表面改性研究

利用消失模铸造技术,对镁合金铸件表面进行复合改性研究.选用金属铝粉作为合金化主要元素,PbO-ZnO-Na2O系低温玻璃粉为陶瓷化材料.选择真空度大小为-0.06 MPa,温度为800℃进行浇注.结果表明,在镁合金铸件表面获得了一定厚度的复合层.显微硬度测试表明,从表面至基体复合层的硬度呈梯状分布,硬度值的变化与单一的陶瓷层相比有一个过渡区,有利于提高表面陶瓷层与基体的界面结合质量.经过表面复合改性后,镁合金铸件的腐蚀电位提升了400 mV,腐蚀电流下降了3个数量级,镁合金的耐蚀性得到了大幅度提高.     

Mg-Mn-Ce镁合金表面超疏水复合膜层的制备及耐腐蚀性能

采用微弧氧化技术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,获得超疏水复合膜层,研究微弧氧化膜的表面特征、有机镀膜电化学反应过程、复合膜层的润湿特性和耐腐蚀性能。结果表明:镁合金经微弧氧化处理后由于微弧氧化膜表面呈微纳多孔结构,表现为超亲水特性,其蒸馏水的静态接触角接近0°;在微弧氧化膜上经有机镀膜后,其形成的有机薄膜的静态接触角高达173.3°,表现出优良的超疏水特性。镁合金经微弧氧化处理后具有良好的耐腐蚀性能,经有机镀膜超疏水复合处理后,耐腐蚀性能得到进一步提高。复合膜层在3.5%NaCl溶液中,与基体相比动电位极化腐蚀电流密度减小了3个数量级、而电化学阻抗提高了3个数量级,耐腐蚀性能明显改善。微弧氧化与有机镀膜相结合的复合处理使镁合金表面在实现超亲水-超疏水功能转换的同时显著提高镁合金的耐腐蚀性能。     

转移涂料在消失模铸造表面处理中的应用

为了改善消失模铸件表面性能,研发了一种新的转移涂料,涂料主要由成膜剂、溶剂、稀释剂组成.研究表明该涂料的转移性良好,并且得到的铸件表面光洁度大大提高.此外按照不同比例加入金属铝粉(0.074mm)、低温玻璃粉PbO-ZnO-Na2O(0.019mm),配制特种转移涂料,并研究了不同加入量,涂料厚度对转移性能的影响.选用AZ91镁合金作为基体材料,在780℃、真空度-0.06MPa条件下浇注.结果表明,与无转移涂料铸件表面相比,铸造粗糙度大大降低,在加入金属铝粉的转移涂料铸件表面有一层合金化层,表面合金化层的显微硬度达到基体的3倍左右.在加入低温玻璃粉的转移涂料铸件表面获得一层厚度为20~30μm的陶瓷层,可以为基体提供保护,提高镁合金的耐蚀性.     

镁合金表面处理技术的发展现状

介绍了镁合金的化学转化、阳极氧化、微弧氧化、有机物涂层、金属涂层等几种常用表面处理方法的原理、特点以及所得膜层的结构和耐蚀性能等。分析了镁合金表面处理技术未来的发展方向。     

镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展

表面着色技术能在材料表面形成不同颜色的保护性膜层,在提高材料表面性能的同时,又可赋予产品漂亮的外观或实现消光等目的。表面着色有两种形式:一是,所生成的化合物自身具有一定的颜色;二是,光线的反射、折射、干涉等效应而使表面呈现不同颜色。作为两类重要的结构材料,镁合金和钛合金因其各自优良的性质被应用于诸多领域。综述了镁合金和钛合金表面着色工艺研究进展,介绍了镁合金和钛合金表面着色工艺研究及应用现状。镁合金表面着色工艺包括:化学转化+喷涂、金属涂层、有机涂层、阳极氧化和微弧氧化;钛合金表面着色工艺包括:热氧化、化学氧化、阳极氧化和微弧氧化。列举了应用于镁合金和钛合金表面着色的具体工艺参数,总结了两种合金表面着色的具体应用。镁合金和钛合金部件经表面着色处理后,可以兼顾轻量化和强度要求,并实现部件外观的装饰性。基于镁合金和钛合金表面着色工艺研究的现有成果,对镁合金和钛合金表面着色的研究提出了一定展望。     

镁稀土合金Mg-Gd-Y-Zr及Mg-Nd-Zn-Zr的强流脉冲电子束表面改性研究

采用强流脉冲电子束技术对Mg-Gd-Y-Zr和Mg-Nd-Zn-Zr两种镁稀土合金进行表面改性处理,并研究了处理后镁合金表层的相组成、形貌和性能变化。结果表明:Mg-Gd-Y-Zr合金经脉冲电子束处理后表层的Mg5Gd转变为Mg3Gd,而Mg-Nd-Zn-Zr合金表层的Mg12Nd相消失形成过饱和固溶体。两种稀土镁合金经脉冲电子束处理后均发生熔化和部分汽化,在快速凝固后表面形成波状形貌,且表面生成大量孪晶。脉冲电子束处理使得两种镁合金表面硬度显著提高。在模拟体液中的腐蚀测试结果显示,上述合金经强流脉冲电子束表面处理后自腐蚀电位均提高,但腐蚀电流密度有所增加。脉冲电子束处理后镁稀土合金表面组织成分均匀化、晶粒细化,稀土元素在镁中的固溶以及缺陷的生成导致表层硬度的提高和耐腐蚀性的改变。     

激光在镁合金表面处理中的应用

综述了激光在镁合金表面处理中的应用现状。诸多实验表明,激光表面熔凝、合金化以及激光熔覆都可提高镁合金的硬度、耐摩擦和耐腐蚀等表面性能。镁合金激光表面处理技术具有宽广的应用前景。     

镁合金表面处理对镁合金-玻璃纤维/环氧树脂叠层板界面性能的影响

研究了AZ31B镁合金经高锰酸盐-磷酸盐改性处理后的表面形貌、润湿性及镁合金-玻璃纤维/环氧树脂叠层板的界面粘接性能和力学性能。结果表明,AZ31B镁合金表面经高锰酸盐-磷酸盐改性处理5min后形成的转化膜为致密的网状单层膜,此时镁合金的面自由能达到最大值,值为92.04 m J/m2,比仅打磨处理的镁合金提高了64.6%左右,镁合金的表面润湿性得到极大的改善。与仅打磨处理的镁合金制备的镁合金-玻璃纤维/环氧树脂叠层板相比,镁合金经高锰酸盐-磷酸盐改性处理后制备的叠层板的结合界面更为致密、均匀。仅打磨处理的叠层板和高锰酸盐-磷酸盐改性处理的叠层板的抗拉强度分别为284.2 MPa和298.3 MPa,分别比AZ31B镁合金板提高了23%和29.1%。     

AZ91镁合金表面微弧氧化与磁控溅射镀铜复合处理层的微观组织与性能

采用微弧氧化技术在AZ91镁合金表面制备陶瓷涂层,然后在该涂层表面通过磁控溅射镀铜技术制备复合膜层。研究了微弧氧化陶瓷层和复合膜层的表面物相组成、表面粗糙度、表面及截面形貌、表面润湿性及电化学性能。结果表明:AZ91镁合金经微弧氧化处理后由于微弧氧化陶瓷层呈微纳粗糙多孔结构,表现为亲水特性,其物相由MgO、Mg及Mg_2SiO_4组成;而微弧氧化陶瓷层经磁控溅射镀铜处理后表面获得较为致密的具有疏水特性的铜层,表面粗糙度降低;四探针测试结果说明复合膜层的方阻为16.2 m?·~(-1),导电性良好;动电位极化曲线测试结果说明复合膜层与基体镁合金相比,其腐蚀电流密度降低10%,腐蚀电位提高了约0.36 V,腐蚀极化电阻提高约80倍;与微弧氧化陶瓷层相比,复合膜层的腐蚀电位提高了约0.24 V,但其腐蚀电流密度和腐蚀极化电阻有所下降。研究结果表明,微弧氧化与磁控溅射镀铜相结合的复合处理技术可在不降低镁合金陶瓷层耐蚀性的基础上显著提高其表面的导电性能。     

镁合金的应用及其表面处理研究进展

镁合金质轻,具有许多优良的性能,应用日益受到关注,但耐磨、耐蚀性差却制约着其广泛应用,需进行合适的表面处理以提高防护性能.综述了镁合金的主要应用及其表面处理研究的进展.目前,镁合金已广泛应用于汽车、电子、航空、航天等领域,所采取的表面处理方法主要有化学处理、阳极氧化、金属涂层、有机涂层、微孤氧化等,重点介绍了镁合金微弧...     

AZ91D镁合金表面低温扩散渗铝层的组织与性能

采用AlCl3-NaCl熔盐,在较低温度(380℃)下对AZ91D镁合金表面进行热扩散渗铝处理,制备一扩散合金层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能量色散仪、X射线衍射仪,对所得的扩散合金层的组织和结构进行分析;采用纳米压痕仪分析表面合金层的硬度;采用交流阻抗及极化曲线分析在3.5%(质量分数)NaCl溶液中进行熔盐冶金扩散处理前、后AZ91D镁合金的耐腐蚀性能。结果表明:AZ91D镁合金经熔盐冶金扩散处理后,在较低温度下,即可获得连续致密的表面合金层;合金层主要由外层的Mg2Al3与内层的Mg17Al12金属间化合物组成,该表面合金层的形成伴随着熔盐中置换反应及扩散过程的发生;合金层显著提高合金的表面硬度,并明显改善AZ91D镁合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐腐蚀性能。     

镁合金表面处理技术的研究进展

利用表面处理技术可以有效改善镁合金稳定性和耐腐蚀性能,以扩大其应用范围。文章总结了近几年适用于镁合金的常用表面处理技术,并对镁合金表面处理技术的研究和发展方向进行展望。     

基于摩擦加工技术的镁合金表面改性研究现状

鉴于当前高性能镁合金的应用需求,亟待提高镁合金的表面硬度、摩擦磨损性以及耐蚀性等表面性能。新型固态加工技术——搅拌摩擦加工以及摩擦堆焊能够实现材料的大塑性变形,在镁合金表面微观组织结构改性、表面复合材料化以及金属焊敷层制备等方面得到了成功的应用。在介绍搅拌摩擦加工以及摩擦堆焊技术特性的基础上,分别从工艺手段、组织演变以及性能改善等方面综述了摩擦加工技术用于镁合金表面改性的研究现状。国内外研究结果显示,搅拌摩擦加工可有效细化镁合金表面晶粒,破碎粗大第二相,导入增强粒子,实现表面复合化,进而显著提高镁合金的硬度、耐磨性以及耐蚀性。摩擦堆焊技术可在镁合金表面成功制备无稀释、结合完整性高、均匀细化的金属焊敷层,有效改善镁合金表面硬度及耐磨性。通过对用于镁合金表面改性的摩擦加工技术研究现状的总结,展望了镁合金搅拌摩擦加工以及摩擦堆焊的发展前景,提出了需要进一步研究的方向。     

表面机械研磨处理对镁合金AZ80组织和性能的影响

对轧制态AZ80镁合金板材进行了表面机械研磨处理。借助显微组织观察、拉伸性能测试、硬度测试、摩擦磨损测试等方法,研究了机械研磨处理对AZ80镁合金组织和性能的影响。结果表明,AZ80镁合金经3 min的表面机械研磨处理后,表面形成了85μm的超细晶层,晶粒大小从表层到中心呈梯度变化分布。抗拉强度提高了17.0%,屈服强度提高了26.4%,伸长率降低了47.7%,表层硬度提高了53.2%,硬度影响区域400μm。与原始试样相比,载荷小于30 N时,经表面研磨处理试样的耐磨性能更好;载荷大于30 N以后,表面研磨处理试样的磨损性能反而更差。     

AZ31镁合金表面磷化工艺研究

研究了AZ31镁合金表面的磷化处理工艺,分析了磷化时间和封孔处理对镁合金表面磷化膜耐腐蚀性能的影响,并利用金相显微表面分析、腐蚀电位及极化曲线测量、腐蚀失重试验等方法评价了磷化膜的耐腐蚀性能.研究结果表明,磷化处理可以显著改善AZ31镁合金的耐腐蚀性能,并且随着磷化时间的增加,镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能不断得到提高;封孔处理可以有效地封闭镁合金表面磷化膜中残留的腐蚀活性通道,进一步提高镁合金表面磷化膜的耐腐蚀性能.     

镁及镁合金应用与表面处理现状及发展

综述了镁及镁合金在工业中的应用和消费结构，阐述了改善镁合金性能的各种可行性措施，及提高镁合金耐蚀性和综合性能的研究进展。论述了我国应抓住机遇，掌握开发研究改善镁合金性能及表面处理的技术，提高镁合金综合性能的发展方向。     

表面机械研磨对AZ31镁合金显微组织和性能的影响

采用机械研磨法对挤压态AZ31镁合金进行表面纳米化处理,通过显微组织观察、硬度测试、拉伸性能测试研究了表面机械研磨时间对AZ31镁合金组织和性能的影响。结果表明:经3、6、9 min表面机械研磨处理的AZ31镁合金,从表面到芯部形成了不同厚度的变形层,并有大量孪晶产生。随着表面研磨时间的增加,变形层厚度和孪晶体积分数逐渐增加,AZ31镁合金的强度和硬度逐渐增加,伸长率逐渐降低。与原试样相比,6 min表面机械研磨处理的AZ31镁合金抗拉强度和屈服强度分别提高42.6%和110.2%,表面硬度提高35.4%。表面机械研磨时间超过6 min后,合金强度、硬度和伸长率的变化幅度很小。     

镁合金材料表面处理技术研究新动态

对镁合金材料近年来在表面微弧氧化、表面超疏水膜层、激光表面改性以及溶胶-凝胶涂层四个方面的研究动态进行了简要综述。镁合金材料采用双极性和混合(单极和双极的组合)电流模式微弧氧化处理的膜层生长速率较快,膜层更致密且硬度更高,膜层的耐磨性和耐腐蚀性能更好。在高浓度苛性碱为主的强碱性溶液中添加适量的添加剂,经短时间(~3 min)微弧氧化处理,即可获得中性盐雾试验达200 h以上的致密耐腐蚀膜层。采用水热法、电化学刻蚀、微弧氧化和电沉积等方法,可在镁合金材料表面形成具有微纳米多级结构的粗糙表面,再用低表面能物质对粗糙表面进行修饰,可在镁合金表面获得超疏水膜层,从而提高镁合金的耐腐蚀性能。镁合金材料激光表面改性处理可改善其表面成分,细化晶粒,使组成相分布更均匀以及提高表层的固溶度极限,从而提高镁合金材料的耐腐性能、摩擦磨损抗力和疲劳强度。溶胶-凝胶有机/无机杂化涂层与镁合金基材良好的附着力,不仅可提高镁合金的耐腐蚀性能,还可以使镁合金具有抗氧化、耐磨损、防水性以及其他性能。