镁-锂合金表面腐蚀防护进展
摘要
镁锂合金是目前最轻的金属结构材料，除了具有一般镁合金的高比刚度、高冲击韧性、良好切削加工性等优点外，镁锂合金还具有密度小、塑性好、易加工以及优良的电磁屏蔽等性能。但是镁锂合金的耐蚀性能极差，严重限制了该合金的实际应用。简单描述了金属的腐蚀原理。综述了近5 年来国内外镁锂合金表面防护技术的研究进展，包括化学转化、阳极氧化、电镀、化学镀、气相沉积、有机–无机杂化涂层和热压技术等。
关键词：镁锂合金，腐蚀原理，表面处理
1 前言
近年来，环境能源问题日益受到人们的关注。在能源日渐紧张的今天，镁合金材料的研制引起了各国广泛的关注。美国、德国、日本、韩国和中国等都制定了镁合金的研发计划，有力地推动了镁合金的研究与应用。在众多镁合金体系中，镁锂合金作为一种性能优异的新型变形轻金属结构材料，更为各国所瞩目，成为研究的热点。
镁锂合金是目前最轻质的合金。镁的密度为1.74g/cm 3，锂的密度为0.53g/cm 3，在镁中加入合金化元素锂，可使合金的密度降低到1.35-1.65g/cm 3，为铝合金系的1/2-2/3，为普通镁合金的3/5-3/4，比玻璃橡胶等许多无机物及有机物还轻。镁锂合金不仅具有一般镁合金所具备的良好的阻尼减震性、导热性、电磁屏蔽性、抗高能粒子穿透能力以及机加工性能优良、易回收等特点，而且还具有高比强度、比刚度、弹性模量和良好的高、低温韧性，在航空、航天、汽车、产业、医疗器械等领域都有着广阔的应用前景。
但是，镁锂合金的大量使用尚有自身需克服的问题。例如合金熔炼困难，强度低，热稳定性和力学稳定性差等。其中，限制镁锂合金应用的最大障碍是其极差的抗腐蚀能力。由于锂的活性很高，合金化元素锂的加入使合金的耐腐蚀性极差，低于其他种类镁合金，采用适当的表面防护能够提高镁锂合金的耐蚀性。 2金属电化学腐蚀倾向的判断
人类的经验表明，一切自发过程都是有方向性的。过程发生之后，它们都不能自动的回复原状。例如，把锌片浸入稀的硫酸铜溶液中，将会自动发生取代反应，生成铜和硫酸锌溶液。但若把铜片放入稀的硫酸锌溶液里，却不会自动的发生取代反应，也即逆过程不能自动发生。又如电流总是从高电位的地方向低电位的地方流动；热的传递也总是从高温物体流向低温物体，反之是不能自发进行的。所有这些自发变化的过程都有一个显著的特点——不可逆性。
2.1腐蚀反应自由能的变化与腐蚀倾向
金属腐蚀过程一般都是在恒温恒压的敞开体系下进行，根据热力学第二定律，可以通过自由能的变化（G ?）来判断化学反应进行的方向和限度。对一个任意的化学反应，它的平衡条件为
,0
T P i i i G νμ?==∑
其中i ν对于反应物而言取负值，对于生成物来说则取正值。
在恒温、恒压条件下腐蚀反应总自由能的变化为：
,T P i i i
G νμ?=∑
因此当,0T P G ?<过程自发进行；
,0T P G ?=平衡状态；
,0T P G ?>过程逆向进行。
从热力学观点来看，腐蚀过程是由金属与其他周围的介质构成了一个热力学上不稳定的体系，该体系有从不稳定趋向向稳定的倾向。这种倾向的大小可以通过腐蚀反应自由能的变化,T P G ?来衡量。对于各种金属，这种倾向是很不相同的。
若,0T P G ?<腐蚀反应可能发生，自由能变化的负值愈大，一般表示金属愈不稳定。如,0T P G ?>则表示腐蚀反应不可能发生，自由能变化的正值愈大通常表示金属愈稳定。
值得指出的是，用计算G ?值得到的金属腐蚀倾向的大小并不腐蚀速度的大小。也就是说，具有较高负值的G ?，也并不一定表示具有较高的腐蚀速度。因为它还取决于各种因素对反应过程的影响。因此G ?为负值时，腐蚀反应速度可大可小；而G ?为正值时，可以肯定，在所给条件下，腐蚀反应将不可能发生。
2.2 可逆电池电动势和腐蚀倾向
从腐蚀的电化学原理出发，金属的腐蚀倾向也可以用腐蚀过程中主要反应的腐蚀电池电动势来判别。从热力学可知，在恒温恒压下，可逆过程所做的最大非膨胀体积功等于反应自由能的减少。即
'W G =-?
'W 为非膨胀功。如果非膨胀功只有电功一种，则
'W Q E nFE =?=
式中 Q ——电池反应提供的电量，C ；
E ——电池电动势，V ；
n ——反应的电子数；
F ——法拉第常数。
由此可得：
G nFE ?=-
上式表明，可逆电池所做的最大功（电功）等于该体系的自由能减少。
所谓的可逆电池，它需满足如下条件：
a. 电池中的化学反应必须是可逆的；
b. 可逆电池不论在放电或者是充电时，所通过的电流必须十分小，亦即电
池应该在接近平衡状态下充电或者是放电。
因此，腐蚀反应的自由能变化也可以用下式表示：
,,,()T P e k e a G nFE nF E E ?=-=--
式中,e k E ——腐蚀电池中阴极反应的平衡电位；
,e a E ——腐蚀电池中阳极反应的平衡电位。
由于腐蚀反应必须在0G ?<时，才能自发进行。因此腐蚀电池中这对电极相互耦合的能量条件是
,,0e k e a E E ->
可见，若金属的标准电极电位比介质中某氧化剂物质的标准电极电位更负时，腐蚀可能发生，反之变不可能发生。
3提高镁锂合金耐表面防护的措施
3.1化学转化
化学转化是采用化学处理液，在金属表面形成氧化物或金属化合物钝化膜。化学转化膜较薄，结合力较弱，只能减缓腐蚀速度，并不能有效地防止腐蚀，还需要进一步涂装。
目前镁锂合金表面化学处理工艺主要有以下几种：磷酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、钼酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜等。
3.1.1磷酸盐转化膜
磷化是在金属表面通过化学反应，形成一层难溶的多孔磷酸盐膜，磷酸盐转化液分为两大类：
(1) 磷酸的碱金属盐或铵盐；
(2) 游离磷酸、磷酸二氢盐及加速剂。
Song 等人[1]研究了一种镁锂合金的磷化工艺，磷化液主要由NH 4H 2PO 4、Ca(NO 3)2等组成，形成的磷化膜在微观上呈鳞片状，主要成分为CaHPO4·2H 2O 、Ca 3(PO 4)2和Mg 3(PO 4)2。他们探讨了磷化膜的形成机制和磷化液各成分的影响，并研究了该磷化膜在NaCl 和Na 2SO4溶液中的腐蚀行为，发现在Na 2SO 4溶液中的防护效果不如在NaCl 溶液中理想，但均提高了基体的耐蚀性。对磷酸盐转化膜的研究主要集中在通过改变转化液的配方来改善该转化膜的抗腐蚀性能。
3.1.2锡酸盐转化膜
锡酸盐转化膜同样适用于耐腐蚀性较差的镁锂合金，也可以用于有机涂层的前处理工艺。Yang 等[2]研究了锡酸盐浓度和反应时间对Mg –8Li 合金表面锡酸盐转化膜的影响。研究发现，膜层在微观上呈近球形颗粒，其主要成分为
32MgSnO 3H O ，与基体的结合力良好。反应时间为60min 时，其耐蚀性最好，自腐蚀电流密度下降近2个数量级，大大提高了镁锂合金的耐蚀性。
3.1.3钼酸盐高锰酸盐转化膜
Wang 等[3]研究了向钼酸盐转化液添加高锰酸钾的方法，在Mg –5Li 合金表面制备了均匀细致的钼系转化膜，膜层主要由MgO 、MoO 2、MoO 3、Mn 2O 3、MnO 2、Mn 3(PO 4)2和(MoO 3)x (P 2O 5)y 组成。电化学极化曲线结果表明，自腐蚀电位增加约480 mV ，腐蚀电流密度下降约1个数量级。
李玲莉等[4]采用高锰酸盐溶液处理镁锂合金，生成的膜层呈棕褐色，结构致密平整，主要成分为MnO 2、Mn 2O 3、Mg(OH)2和Mn 3(PO 4)2等。随着高锰酸盐浓度的增加，转化膜的耐腐蚀性能呈现出先增强后下降的规律，其质量浓度为4.0 g/L 时，耐腐蚀性能最佳。
3.1.4 稀土转化膜
Yang 等人[5]采用Ce(NO 3)3、La(NO 3)3和KMnO 4混合溶液制备了复合转化膜，膜层成分主要有La 2O 3、CeO 2、Mn 2O 3和MnO 2。Gao 等[10]采用铈盐转化处理，所得膜层呈纤维状结构，厚度为12μm ，成分主要为Ce(OH)4、Ce 2O 3、Ce(OH)3和CeO 2，大大降低了腐蚀电流和析氢速率。Song 等[11]在La(NO 3)3化学转化过程中引入微波技术，获得了在微观上具有片状结构的膜层，厚度达10几个微米，其成分主要为Al 2La 0.15Mg 0.85、La 2Al 24.4O 39.6和LiLaO 2，自腐蚀电流密度下降约2个数量级，耐蚀性能大大提高。
3.2 阳极氧化
阳极氧化是在金属表面通过电化学氧化形成一层厚且相对稳定的氧化物膜层，镁的阳极氧化膜层比化学转化膜厚，强度大、硬度高、耐蚀性好。镁锂合金阳极氧化膜具有双层结构──薄的致密内层和厚的多孔外层。外膜层的孔并没有穿透内膜层，外层的孔隙经涂漆、染色、封孔或钝化处理后，耐蚀性进一步提高。
3.2.1 普通阳极氧化
常立民等[6]采用KOH 、Na 2SiO 3和Na 2B 4O 7的阳极氧化电解液，研究了氨基乙酸对氧化膜结构、形貌及性能的影响。其膜层主要由MgO 、Mg(OH)2和LiOH 构成。结果发现，随着氨基乙酸浓度的增加，膜层趋于平整、致密，孔洞均匀。氨基乙酸质量浓度为6g/L 时，膜层耐蚀性最优。
3.2.2 等离子体氧化
等离子氧化又称微弧氧化或阳极火花沉积，是近年来兴起的一种表面处理技术。它是利用高压放电产生热等离子体，利用等离子体区瞬间高温直接在金属表面原位生长陶瓷膜。等离子体氧化膜综合性能优良，与基体结合牢固，工艺简单，对环境污染小，是镁锂合金表面处理的一个重要发展方向。
Li 等[7]在含10.0 g/L Na 2SiO 3、3.0g/L NaOH 及10 mL/L 三乙醇胺的蒸馏水溶液中研究了镁锂合金表面等离子体氧化过程中电流密度对成膜结构、组分和耐蚀性的影响。结果表明，膜层成分为MgO 、24γ-Mg SiO 和24α-Mg SiO 。电流密度
为5A/dm 2时，氧化膜具有最致密的结构，且MgO 与Mg 2SiO 4的摩尔比最大，耐蚀性最优。
3.2.3 溶胶–凝胶法封闭阳极氧化膜
Ma 等[8]研究了电解液中添加钛溶胶成分对成膜性能的影响，发现添加钛溶胶后制备的阳极氧化膜层呈蓝色，膜层成分有TiO 2、Ti 2O 3和MgO ，镁锂合金基体的耐蚀和耐磨性能都得到显著提高。杨潇薇等[9]采用硅酸盐、硅溶胶、钛溶胶和稀土转化4种工艺对镁锂合金阳极氧化膜进行封孔处理，后3种封孔效果好，稀土转化封孔处理后耐蚀性最好。
3.3 电镀/化学镀
镁锂合金的电化学活性很高，镀液会对镁合金基体造成腐蚀，并且镁会与镀液中的阳离子发生置换，使形成的镀层疏松多孔、结合力差，所以必须对镁锂合金进行适当的前处理，使其生成保护膜后再进行电镀或化学镀。
在镁锂合金表面浸锌后电镀Cu 或Ni ，锌过渡层的存在使得镀层与基体具有良好的结合力，大大提高了基体的耐蚀性。Yang 等[10]在Mg –8Li 合金表面采用钼酸盐前处理后再化学镀Ni –P ，所得镀层呈胞状结构，致密无孔隙，动电位极化曲线研究表明，其自腐蚀电位比基底提高约511mV ，自腐蚀电流降低了2个数量级，较大幅度地提高了镁锂合金的耐蚀性能。
Luo 等[11]采用两步法化学镀镍，首先在碱式碳酸镍溶液中预镀一薄层Ni –P ，然后在硫酸镍溶液中镀镍。镀层中P 含量达到13.56%，腐蚀电位达?0.249V ，具有很好的耐蚀性。
3.4 气相沉积
3.4.1 物理气相沉积
曹得莉等[12]采用直流反应磁控溅射法在Mg –Li 合金表面低温沉积Ti/TiN 复合薄膜，薄膜厚度为1.6μm ，腐蚀电位较合金基体正移82.6mV ，腐蚀电流下降1
个数量级，析氢速率也明显减小。
3.4.2 原子层沉积
Wang等[13]采用原子层沉积技术在牌号为LZ101的Mg–Li合金表面沉积65~200 nm厚的LiAl x O y膜，Li∶Al∶O原子比例为1∶1∶2，膜层在微观上呈无定形结构，均匀致密，无明显缺陷，镁锂合金耐蚀性得到显著提高。
3.5 有机-无机杂化层涂层
Zhang等[14]在Mg–11Li合金表面先进行铈盐或植酸转化处理，然后涂覆环氧树脂/二氧化硅杂化涂层，发现SiO2最佳比例为3%(质量分数)。植酸中的羟基和磷酸基官能团与环氧树脂/SiO2发生了反应，提高了涂层间结合力，增强了基体耐蚀性。
3.6 热压技术
Song等[15]采用热压技术将ZSM-5 分子筛组装到Mg–9.95Li合金表面，膜层在微观上呈椭圆形片状结构且致密地覆盖在基体表面，厚度达110μm，耐蚀性得到大幅提高。
4展望
镁锂合金的表面处理方法很多，但目前还不能达到理想的处理效果。缺乏镁锂合金基体腐蚀机理的研究。目前对于新型镁锂合金的研究主要集中在合金的制备和力学性能的改善，而关于其腐蚀行为的研究还几乎未开展，从而直接制约了对其进行进一步的腐蚀防护研究。镁锂合金的表面处理是很艰巨的任务，需要国内外的研究者更加积极探索新的防护方法，提供长期有效的保护，进而推动镁锂合金的应用。
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多芯MgB2/Fe线(带)的制备和传输临界电流 为把MgB2超导体用在像磁体和电缆等的实际应用中，需要开发线带材。当前，制备线带材工艺主要采用粉末装管法(PIT)。粉末装管法常常包括以下工序：把烧制好的MgB2粉，或按化学计量配比混合的镁粉和硼粉装入各种金属管中，拉伸成线材或轧制成带材，随后在900℃~1000℃进行热处理(可选择不同制度)。因为包覆材料要与超导体接触，所以选择包覆材料很重要。所选择的包覆材料应不与镁反应，而且要考虑热膨胀系数的匹配。MgB2的室温线热膨胀系数(8.3×10-6/K)比铌(7.1×10-6/K)钽(6.5×10-6/K)高，比铁(11.8×10-6/K)镍(12.8×10-6/K)低，而铜(16.7×10-6/K)和不锈钢(18×10-6/K)几乎是MgB2的2倍。从热膨胀的角度考虑，用钽和铌作包覆层不太合适，由于MgB2的芯丝不能受到预压应力的作用，因此冷却之后可能产生裂纹。可用的包覆材料有铁，钼，铌，钒，钽，铪，钨等。其中，铁是最好的包覆材料。瑞士日内瓦大学最近报道了他们有关7芯MgB2/Fe (带)的实验结果。实验中使用标准的纯度为98%的商用MgB2粉，因为买来的粉粒比较粗，所以研磨了2h。工艺的整个装粉操作都是在氩气氛保护下进行的。实验结果表明，双轴轧制，及随后在950℃退火的方截面样品具有最高的J c值，在4.2K，2T磁场下J c达到1.1×105A/cm2。估计在4.2K，自场下J c可接近4×105A/cm2。变形方法不同对临界电流密度有很大影响，与一般的孔型轧制相比，双轴轧制可以增加粉芯的密度，因而，使临界电流增加。线材的尺寸大小对传输临界电流的影响不大。 (刘春芳) 最轻的金属结构材料——镁锂合金 镁锂合金是最轻的金属结构材料，密度只有1.30g/cm3~1.65g/cm3，比标准镁合金轻10%~ 30%。这种合金具有一系列优点和特点：单位弹性模量高、抗压屈服极限超出普通镁合金2/3~ 1倍、对缺口不敏感、冲击韧性好、抗弯强度大、机械性能的各向异性不明显、塑性好、容易变形加工、容易焊接成形、比热容量大、导热性低。 根据镁锂合金中锂含量的不同，二元合金及多元合金可有不同的晶体结构、不同的物理机械性能及工艺性能。镁锂合金一般分为3种类型： 1、锂含量小于5.7%的合金，这类合金以锂在镁中的α固溶体为基，具有密排六方结构，无工业用途合金。 2、锂含量为5.7%~10.3%的合金，这类合金具有(α+β)两相组织。 3、锂含量大于10.3%的超轻合金，这类合金的基体为镁与锂的β固溶体，具有体心立方组织。工业合金的锂含量一般要达到15%，代表性牌号有美国的LA141A合金(ρ=1.36g/cm3和俄罗斯的MA18合金ρ=1.48g/cm3)。 镁锂合金的主要合金化添加剂有铝、锌、锰，俄罗斯的镁锂合金还添加有少量的铯，MA21合金还含有4%~5%的镉。镁锂合金的机械性能示于表中。 向镁中加入锂，可显著提高其塑性，降低变形加工温度150℃~300℃，改善塑性变形条件，提高变形速度及变形率。MA21和MA18 稀有金属快报 2002年第10期17
磷化 目录 总述 原理及应用 磷化基础知识 1. 一、磷化原理 2. 二、磷化分类 3. 三、磷化作用及用途 4. 四、磷化膜组成及性质 5. 五、磷化工艺流程 6. 六、影响因素 7. 七、磷化后处理 8. 八、磷化渣 9. 九、磷化膜质量检验 10. 十、游离酸度及总酸度的测定 11. 十一、有色金属磷化 总述 原理及应用 磷化基础知识 总述 磷化( phosphorization )是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。磷化处理工艺应用于工业己有90 多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛 应用时期。 磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross 于186 9 年获得的专利 (B.P.No.3119) 。从此，磷化工艺应用于工业生产。在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。1909 年美国T.W.Coslet 将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展， 拓宽了磷化工艺的发展前途。Parker 防锈公司研究开发的Parco Power 配制磷化液，克服T 许多缺点，将磷化处理时间提高到lho 1929 年Bonderizing 磷化工艺将磷化时间缩短至10min, 1934 年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步
金属磷化处理 在各类制造业中对钢、镀锌钢、锌和铝等金属作磷化处理是表面处理中的重要步骤。在油漆前的金属表面预处理中作磷化处理的目的是为了增强材料的抗腐蚀能力、帮助冷成形、改善部件在滑动接触时的摩擦性能。本文将用实例来加以说明。 磷酸锌是一种在金属基材上生成的晶型转化膜,这种膜是利用了那些先让溶于酸的金属离子起反应然後经水稀释而成的磷化液来处理生成的。传统的电镀法是利用电流在金属上生成镀膜,磷化则是让金属与磷化液接触发生酸蚀反应而生成磷化膜的。硝酸和磷酸是常用的用于溶解金属的无机矿物酸。 依照工艺要求可以在磷化液中添加锌、镍和锰等金属离子。为了得到特殊的效果,也可加一些其它金属离子,磷化液中加镍能提高材料的抗腐力加快磷化反应。近年来所发展的无镍工艺的效果已经也可在各方面与含镍工艺相竞争。 在磷化液中加入促进剂可以提高磷化反应速度、消除氢气的影响和控制磷化渣的生成。促进剂可以是单一的物质、也可以为取得最佳效果而将几种物质混合一起使用。可以选用的促进剂有亚硝酸盐/硝酸盐、氯酸盐、溴酸盐、过氧化物和一些有机物(如:硝基苯磺酸钠)。 在对热浸镀锌板或铝板作磷化处理时还常添加游离或络合的氟化物。图1是使用不同的磷化工艺所生成的各种磷酸盐晶体。 一,磷化反应机理: 1. 酸蚀反应 金属表面与磷化液发生的第一个反应是将某些金属从表面溶解下来的酸蚀反应。不同的磷化液对钢的酸蚀速度约1-3 g/m2;作厚膜磷化时,酸蚀反应速度还要求高许多。酸蚀反应对形成涂膜是非常重要的,因为它既可净化金属表面、又能提高漆膜的附著力。在酸蚀反应发生时,由于金属表面的溶解,所以紧靠表面的磷化液中的游离酸被消耗,金属离子进入磷化液,所溶入的金属离子类型与所处理的基材有关。在磷化液中添加氧化促进剂可减少酸蚀反应时所生成的氢气: 钢表面: Fe + 2H+1 + 2Ox →Fe+2 + 2HOx 镀锌钢表面: Zn + 2H+1 + 2Ox →Zn+2 + 2HOx 铝表面: Al + 3H+1 + 3Ox →Al+3 + 3HOx 2. 磷化反应: 在磷化液中所发生的第二个反应是磷化。由于在金属与溶液的界面上的游离酸度的降低、PH升高,金属阳离子就不再以可溶离子形式存在,它们与溶液中的磷酸盐反应后以磷酸锌的形式沉淀结晶在金属表面。 依据不同的工艺方法,这种晶体可有不同的组成和结构: 3Zn+2 + 2H2PO4-1 + 4H2O →Zn3(PO4)2·4H2O
镁合金论文：AZ61镁合金的磷化及阴极电泳 【中文摘要】镁合金作为优质的合金结构材料,在航空航天、汽车、电子和医疗器材等行业得到广泛应用。但是镁的耐蚀性较差,制约了镁合金的应用。镁合金磷酸盐转化膜具有多孔结构、附着力好,是有机涂层的有效基底。本文采用磷化与阴极电泳涂装相结合的方法改善AZ61镁合金的表面性能。本研究的研究方法、研究内容和结果分别叙述如下。在国内外锌系磷化研究的基础上,选取三种不同的磷化体系。通过对三种磷化体系所得磷化膜的厚度、耐碱性、表面形貌以及元素组成进行对比,选取适宜阴极电泳涂装的磷化膜。采用单因素试验,分别研究磷化液中各物质对磷化成膜的影响。研究表明： Zn(H2PO4)2的浓度对磷化膜的厚度有较大影响,浓度越大,厚度越大；NaNO3对磷化过程具有良好的促进作用；硫酸羟胺是一种良好的磷化氧化促进剂,且具有用量低的优点；NaF能够促进磷化、细化膜层。间硝基苯磺酸钠与酒石酸添加后对磷化膜的成膜有利,但是添加的浓度与成膜状况关系较小。采用正交设计的方法设计实验,正交表为(L9(34)),选取四种浓度对磷化过程影响较大的物质NaF、硫酸羟胺、ZnH2PO4、NaNO3作为正交试验的四个因素,物质的浓度为各因素的水平。正交优化结果：NaF浓度为 g·L-1、硫酸羟胺的浓度为 g·L-1、ZnH2PO4的浓度为 g·L-1、NaNO3的浓度为5 g·L-1。在上述优化物质浓度下,AZ61镁合金表面形成的磷化膜厚度适中、Δw小、均匀性好、腐蚀电流密度低、耐蚀性良好。在以上工作的基础上,采用上
述磷化条件的磷化膜进行阴极电泳涂装,得到外观(颜色、光亮度、均匀性)较好,厚度在35μm左右,硬度达到2H-3H,与基体的附着力为0级,耐蚀性较好的复合电泳涂层。采用电涡流测厚仪测量磷化膜的厚度；利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察磷化膜的表面形貌；利用 化学分析方法和能谱分析(EDS)分析磷化膜的成分组成；通过阳极极 化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、腐蚀失重等方法评价磷化膜的耐腐蚀 性能。电泳部分采用电涡流测厚仪测量有机涂层的厚度,采用EIS测 试有机涂层的耐蚀性；按国家标准规定的方法测量有机涂层的附着力、硬度和耐溶剂性。 【英文摘要】As a high-quality structural material, magnesium alloys have been used in lots of fields, especially in the aerospace, automobile, electronic and medical equipment. However, the use of magnesium alloy was severely limited by its poor corrosion resisting property. Magnesium alloy phosphating conversion treatment was an effective substrate of organic coating because of its porous and binding force. In this dissertation, phosphating and cathode electrophoretic painting methods were applied to improve the surface performance of the magnesium alloys. The experimental methods, main work and results were recounted as follows this dissertation, three phosphating systems were selected on the basis of investigation both at home and abroad. We select a
镁锂合金MSDS 毛宏玉Section 1. Chemical Product & Company Information 第一项：化学品名称和制造商信息 材料名称：镁锂合金(magnesium-lithium alloy )它是结构金属材料中密度最低者，在镁金属中添加锂元素，一般含锂8-16 %，其比重介于1.4-1.6，较一般镁合金的1.8更低，比塑料密度略高，强度200～340MPa，弹性模量45GPa。阻尼大，是铝合金的十几倍，也就是能吸收冲击能量，减震降噪效果好.在屏蔽电磁干扰方面,镁锂合金也有突出表现。镁锂合金材料除超轻外，最大特色为可常温塑性加工成型，如轧延、冲压等技术大量生产，也可铸造成型和半固态注塑成型。 制造商：西安**超轻材料有限公司 地址：西安市阎良区国家航空****号 Section 3. Hazards Identification 第三项：危害信息 镁在人体中含量约为体重的0.05%，它是生物必需的营养元素之一。人体对锂的饮食需要量约为60～100 μg/d，大量吸入镁锂合金颗粒会造成人体轻微不适，产品片刺伤可能引发轻微炎症。现无文献、研究表明镁锂合金其它危害性。 Section 4. First Aid Measures 第四项：急救措施 正常使用条件下镁锂合金不会进入人体，如吸入颗粒物，应送至其它场所，净体保温，清理口腔呼吸道。如有其它不适立即送医。 Section 5. Fire Fighting Measures 第五项：消防措施 1. 镁锂合金材料合金状态不容易失火，但对镁锂合金经行机加工的过程中，产生的切屑和细粉仍有燃烧火爆炸的可能性，机加工场所环境应保持整洁通风。 2. 机加工切屑应及时从机床上清理干净，并单独存放，不应和其他切削混放，以避免加工其他材料的工件时（钢件）碰撞出的火星引起镁切屑的燃烧；磨削粉尘粉末很容易燃烧，悬浮在空气中时会引起爆炸，应采取措施，确保磨削粉尘正确收集与处置
无渣磷化液配方组成，磷化机理作用及技术开发 导读：本文详细介绍了无渣磷化液的研究背景，理论基础，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 无渣磷化液广泛应用汽车、机械加工、电子加工行业金属表面处理，禾川化学专业从事磷化液成分分析、配方还原、研发外包服务，为磷化液相关企业提供一整套配方技术解决方案。 一.背景 无渣磷化液广泛应用汽车、机械加工、电子加工行业金属表面处理，专业从事磷化液成分分析、配方分析、配方检测、配方还原、配方研制，为磷化液相关企业提供整套技术解决方案一站式服务。磷化是金属材料防腐蚀的重要方法之一,其目的在于给基体金属提供防腐蚀保护、用于喷漆前打底、提高覆膜层的附着力与防腐蚀能力及在金属加工中起减摩润滑作用等。磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转化膜处理。工程上应用主要是钢铁件表面磷化，但有色金属如铝、锌件也可应用磷化。钢铁表面涂装前处理工艺指脱脂（除油）、除锈、表调、磷化。然而由于工件表面的状况不同，则生产工艺也有所不同，有的工艺中没有脱脂或没有除锈工序，有的工艺则没有表面调整工序，但磷化工序是绝对不可缺少的。 在涂装处理过程中，如果不清除油脂、氧化皮和锈层，不进行磷化处理，直接进行涂漆和静电喷涂，就会使钢铁表面的涂层产生脱落，失去了涂装的意义。 目前，国内外的金属加工业、薄板加工业、石油行业及汽车、自行车、高低压开关柜、防盗门、铁路等制造业普遍采用的是中、高温磷化，存在着操作不方
便、能源和材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。为解决以上问题，常温磷化已成为国际磷化行业的必然和研究课题。常温磷化不仅可以有效地降低能源消耗，还可以解决操作不方便、材料消耗大、调整频繁、成膜不均、成本高等问题。 禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。 样品分析检测流程：样品确认—物理表征前处理—大型仪器分析—工程师解谱—分析结果验证—后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！ 二、磷化液 2.1磷化概念 磷化液的主要成分是磷酸二氢盐，如zn(h2po4)2以及适量的游离磷酸和加速剂等。加速剂主要起降低磷化温度和加快磷化速度的作用。作为化学加速剂用得最多的氧化剂如no3-、no2-、cio3-、h2o2等。磷化是金属与稀磷酸或酸性磷酸盐反应而形成磷酸盐保护膜的过程。 工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成不溶于水的结晶型磷酸盐转化膜的过程，称之为磷化.把金属放入含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使金属表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做金属的磷酸盐处理。磷化膜层为微孔结构，与基体结合
镁及镁合金的主要物化性能铸造镁合金比变形镁合金使用的更多。铸造镁合金是航空工业中应用最广泛的一种轻合金。用镁合金铸件代替铝合金铸件，在强度相等的条件下，可以使工件重量减轻百分之二十五到百分之三十。镁合金和铝合金一样，根据加工方法可以分为变形（压力加工）镁合金和铸造镁合金两大类。这些年来，随着压铸技术的发展，压铸镁合金已成为镁合金应用的主要领域。此外，镁合金作为牺牲阳极其用途也有了很大的发展。 镁属于轻金属，纯金属镁为银白色，在空气中极易被氧化，形成一层薄氧化膜，可以防止其进一步氧化。 镁化学活性很高，在自然界中很难遇到纯镁矿。在海水中以氯化物存在，约含百分之零点一四，在地壳中以光卤石、菱镁矿、白云石和一些其他化合物形式存在，含量达到百分之二点三五。 制取镁的方法方法有：第一种，熔融氯化镁电解法，它是主要的制镁法；第二种，用硅铁还原氧化镁的硅热法；第三种，用碳还原氧化镁的碳热法。 镁及镁合金的主要物化性能：（1）密度，20摄氏度金属镁的密度是1.738g/cm3，650摄氏度熔化温度下密度约为1.65g/cm3，液态镁密度为1.58g/cm3；（2）凝固体积收缩率为4.2%，相应线收缩率为1.5%；原子叙述12，原子价+2，相对原子质量24.30。热性能：熔点，在标准大气压下，金属镁的熔点是650℃±1℃。沸点在标准大气压下，金属镁的沸点是1107℃±3℃。再结晶温度金属镁的再结晶温
度最低位150℃。再膨胀金属镁固体体积膨胀系数二十摄氏度到一百摄氏度之间为26.1*10-6，液体体积膨胀系数温度在六百五十一摄氏度到八百摄氏度之间为380*10-6。热导率镁在二十摄氏度的热导率为154.5W/(mk)。比热容（C）温度在二十摄氏度的时候镁的比热容是1.025kj。气化潜热金属镁的汽化潜热是5150到5400kJ。熔化潜热金属镁的熔化潜热是360~377KJ。升华潜热金属镁的升华潜热是6113到6238KJ。燃点空气中加热时，金属镁在632摄氏度到635摄氏度开始燃烧。燃烧热金属镁的燃烧热是24900到25200kJ。
For personal use only in study and research; not for commercial use 芀压铸件铝合金常用的表面处理方法 膄现如今越来越多的人喜欢金属质感强的东西，所以越来越多的人喜欢铝制的东西。铝合金压铸件不仅仅只是汽车行业的配件提供者，还涉足到装饰品行业。压铸各种各样的造型可以适合不同的场合、不同的地点。铝合金铸件的表面处理是一项很重要的工序，处理得好就会是铝合金压铸件发出很好的金属光泽。下面介绍五种常用的铝合金铸件的表面处理方法。 膃1、铝材磷化 莁通过采用SEM,XRD、电位一时间曲线、膜重变化等方法详细研究了促进剂、氟化物、 Mn2+,Ni2+,Zn2+,PO4和Fe2+等对铝材磷化过程的影响。研究表明:硝酸胍具有水溶性好，用量低，快速成膜的特点，是铝材磷化的有效促进剂:氟化物可促进成膜，增加膜重，细化晶粒;Mn2+,Ni2+,能明显细化晶粒，使磷化膜均匀、致密并可以改善磷化膜外观;Zn2+浓度较低时，不能成膜或成膜差，随着Zn2+浓度增加，膜重增加;PO4含量对磷化膜重影响较大，提高PO4。含量使磷化膜重增加。 莈2、铝的碱性电解抛光工艺 薄进行了碱性抛光溶液体系的研究，比较了缓蚀剂、粘度剂等对抛光效果的影响，成功获得了抛光效果很好的碱性溶液体系，并首次得到了能降低操作温度、延长溶液使用寿命、同时还能改善抛光效果的添加剂。实验结果表明:在NaOH溶液中加入适当添加剂能产生好的抛光效果。 袄探索性实验还发现:用葡萄糖的NaOH溶液在某些条件下进行直流恒压电解抛光后，铝材表面反射率可以达到90%，但由于实验还存在不稳定因素，有待进一步研究。探索了采用直流脉冲电解抛光法在碱性条件下抛光铝材的可行性，结果表明:采用脉冲电解抛光法可以达到直流恒压电解抛光的整平效果，但其整平速度较慢。 蒂3、铝及铝合金环保型化学抛光 蒇确定开发以磷酸一硫酸为基液的环保型化学抛光新技术，该技术要实现NOx的零排放且克服以往类似技术存在的质量缺陷。新技术的关键是在基液中添加一些具有特殊作用的化合物来替代硝酸。为此首先需要对铝的三酸化学抛光过程进行分析，尤其要重点研究硝酸的作用。硝酸在铝化学抛光中的主要作用是抑制点腐蚀，提高抛光亮度。结合在单纯磷酸一硫酸中的化学抛光试验，认为在磷酸一硫酸中添加的特殊物质应能够抑制点腐蚀、减缓全面腐蚀，同时必须具有较好的整平和光亮效果
镁合金表面防腐蚀处理研究 王芬，康志新，李元元 （华南理工大学金属新材料制备与成型重点实验室，广东广州510640） 摘要：综述了近年来镁合金表面防腐蚀处理的方法，主要有化学转化膜、阳极氧化、金属涂层、有机涂层、有机镀膜、气相沉积、快速凝固等，并对镁合金表面处理的发展方向进行了探讨。关键词：镁合金；腐蚀；金属涂层；阳极氧化；有机镀膜 1前言 镁合金优异的物理和机械性能[1]使其近年来得到广泛关注。镁合金具有较高的比强度和比刚度，较强的电磁屏蔽和抗辐射能力，以及良好的减震性、切削加工性能等特点，在汽车、摩托车等交通工具，3C产品、航空航天、兵器工业等领域的应用日趋广泛。但是镁是一种电负性极强的金属，标准电极电位为 －2.37V，在潮湿，CO2，SO2，Cl－ 的环境里极易发生腐蚀。除此之外，镁合金由于杂质元素和合金元素的存在，还容易产生电偶腐蚀、应力腐蚀开裂以及腐蚀疲劳[2]，大大限制了镁合金在工业、军工等领域的广泛应用。 目前国内外都加大了对镁合金腐蚀问题的研究，以期通过有效的表面处理方法来提高镁合金表面的抗腐蚀能力，使其能够在不同的领域得到更为广泛的应用。本文综述了镁合金表面处理的方法，并对各种表面处理方法的优缺点及今后的发展方向进行了分析。 2镁合金表面处理的方法 2.1化学转化膜处理 镁合金化学转化膜[3]的防腐蚀效果优于自然氧化膜，并且化学转化膜可提供较好的涂装基底。传统的化学转化法是铬化处理，其机理是金属表面的原子溶于溶液后，引起金属表面的pH值上升，在金属表面沉积铬酸盐与金属胶状物的混合物的过程，这种混合物在未失去结晶水时具有自修复功能，因而耐蚀性好。 但由于铬酸盐处理工艺中含Cr6+离子，对环境造成污染且废液的处理成本高，现已被其它的化学转化膜法所取代，如磷酸－高锰酸钾转化膜、稀土转化膜等。 磷酸－高锰酸钾转化膜处理方法主要是在镁合金表面形成以Mg3(PO4)2为主的组成物，同时含有铝、锰等化合物的磷化膜。经过该处理所得的膜层为微孔结构且与基体结合牢固，并具有良好的吸附性、耐蚀性，因而可作为镁合金涂装中的底漆层使用。赵明[4]等人对镁合金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理工艺进行了研究，发现pH值为4，K2HPO4的质量浓度为150g/L，KMnO4的质量浓度为40g/L的处理液能显著提高镁合金表面的耐腐蚀性能。在盐雾试验温度为30℃，盐雾沉积率为0.0138mL/（cm2·h）的条件下，连续喷雾24h后，镁合金表面所得膜的腐蚀率为8%，而铬酸盐处理工件表面腐蚀率为21%[5]。这说明镁合金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理能提高镁合金表面抗蚀能力。 Rudd[6]等研究发现镁及镁合金在经过pH值为8.5的铈、镧和镨等稀土盐溶液浸泡处理后，可以显著提高镁及其合金的表面耐腐蚀性能。但随着浸泡时间过长，涂层的保护性能开始恶化，导致镁合金表面的耐腐蚀性能也随之降低。因此，为了得到较好的表面处理效果，在形成稀土转化膜后应立即进行封孔处理。2.2阳极氧化处理 阳极氧化处理[7~9]是镁合金现今应用较广的一种表面处理方法。阳极氧化不同于化学氧化，它是通过电化学反应，在金属表面得到具有一定厚度、稳定的氧化膜层，从而提高金属表面耐腐蚀性能。 DOW17法和HAE法是20世纪50年代开发的阳极氧化技术。DOW17法生成的氧化膜是由Cr2O3，MgCr2O3及Mg2FPO4构成，该氧化膜的耐蚀性和耐磨性好，但脆性较大。用HAE法制成的氧
常识3：磷在传统磷化和脱脂剂中的不良影响 含磷脱脂剂，象含磷洗衣粉（液）一样，应用十分广泛，但脱脂剂中所含的磷酸二氢盐、三聚磷酸盐等磷物质，在与金属离子结合时产生化学反应，生成不溶于水或难溶于水的大量磷酸盐沉淀，会堵塞喷嘴，影响脱脂效果，影响皮膜生成；而传统磷化液中的磷酸锌、磷酸铁、磷酸钙、磷酸锰等磷酸盐，在金属工件上形成磷化膜的同时，产生大量沉淀，引起皮膜挂灰，槽液沉渣繁多，降低槽液稳定性，缩短槽液寿命。 可是市场上目前很多的磷化液、脱脂剂等都对环境产生严重影响，导致众多企业的项目无法实施开展，甚至对企业的长远发展来看，也不是一件好事。 前处理的完善工艺流程：①锌系磷化工艺流程：工件预擦拭→工件装挂→预脱脂→脱脂→流动水洗→酸洗→流动水洗→中和→表调→磷化→流动水洗→钝化（或热水烫干）→干燥→涂装。 钢铁及铝合金素材在含有磷酸锌（磷酸铬或氟锆酸盐）的溶液中浸泡5-8分钟，由于金属和溶液的界面上发生化学反应并生成一种难溶于水的磷酸盐（铬酸盐或氟锆酸盐），使钢铁及铝合金素材表面形成一层附着力良好的保护膜，这种通过化学作用生成的膜层统称为金属表面磷化（铬化或陶化）处理。随着社会的不断进步和工业发展的需求，人们对生态环境保护的意识越来越强；各地政府对工业排放标准越来越严格；中央政府为加强生态环境保护出台了系列法律文件；世界卫生组织对人类自然生态环境保护也是越来越高度重视......迫于上述各方面对自然生态环境保护的需要，未来在金属表面处理行业单靠“三废”治理是无法完全能够管控污染源的产生和达标排放，为此要真正意义上能够完全管控污染源的产生和达标排放，必须从污染源头抓起，把有公害的重金属污染物杜绝在生产过程之中
镁合金电泳涂装技术 镁合金资源丰富，被誉为21世纪最轻的绿色金属结构材料，我国是拥有最大镁资源的国家，并正在致力于镁合金的开发应用。由于镁合金易遭受环境介质的腐蚀，所以防腐就成为镁合金能否产业化，大量深加工推广应用的关键问题。 由于镁合金性质活跃，加工成型的镁合金产品，在空气中很快被氧化，生产疏松的氧化膜，这层氧化膜无防腐能力，对基本附着力很差，在其上不能直接进行涂装，必须进行预处理才能进行涂装，从而对镁合金进行有效防腐。传统的镁合金表面处理采用化学氧化和阳极氧化方法，在镁合金表面形成保护性氧化膜，但是氧化膜层较薄，防腐性能差，必须涂碱性底漆，并通过多层油漆涂装才能达到对镁合金的防腐要求，适合对大型工件和防腐要求不高的工件进行涂装，但操作烦琐，生产效率不高。近年来在镁合金上使用高压微弧放电阳极氧化技术，所得陶瓷膜层硬度高，耐磨性好，绝缘电阻高，防腐性能有很大提高，但存在膜层脆性大，高电压下操作，能耗很大，不利于大规模使用等弱点；膜层不导电，只能采用有机涂料喷漆，消耗大量有机溶剂，易污染环境，造成安全隐患。 电泳涂装工艺以较好的环保及安全性能，是目前市场上应用最为广泛的金属表面处理工艺，但是镁合金表面不能直接进行电泳涂装，而随着电泳涂装技术的不断发展，采用镁合金磷化技术与电泳涂装工艺相结合的新工艺，实现了电泳工艺在镁合金表面处理上的应用。此新工艺环保，无毒，适合于自动化生产，电泳涂层耐腐蚀性好，既可以直接应用，也可以作为涂装的底漆。以下为大家详细介绍这种工艺： 镁合金磷化与电泳涂装相结合的工艺流程： 表面打磨整平→水洗→脱脂(碱液清洗) →水洗→去氧化皮→水洗→表面调整→磷化→纯水洗→纯水洗→纯水洗→电泳→纯水洗→纯水洗→纯水洗→烘干 注意事项：脱脂溶液采用氢氧化钠、硅酸钠、碳酸钠、OP10等成分的混合溶液浸洗镁合金表面,处理温度为常温,处理时间为5~8s。去氧化皮用低浓度氢氟酸与盐酸的混合酸溶液常温下处理3~5s。表面调整采用胶体钛盐与磷酸二氢盐的混合液,用纯净水配制,浸泡时间为30~60s。磷化溶液主要成分有:磷酸二氢锌、氢氧化镍、氟化钠、硫酸锰、硝酸钠(0.5~0.8g/L)、亚硝酸钠、柠檬酸等。工艺条件为:pH值3~4、处理温度25~40、浸渍时间3~10min[3] 电泳是涂装的一种工艺,磷化之后再进行电泳是为了增加附着力和耐蚀性。镁合金的磷化处理研究较早,但由于早期得到的膜层耐蚀性较差,工艺不稳定,因而在实际生产中未受到重视。通过试验研究和结果分析,可以得到如下结论: 1)镁合金磷化加电泳涂装的涂层耐腐蚀性较好,可以作为镁合金表面处理的实用方法之 一,该工艺的关键是制备合适的磷化膜过渡层。 2)镁合金磷化膜具有微观粗糙多孔的结构,保证了电泳 过程中的导电和工件与涂层的机械铆合作用。 3)镁合金磷化膜的成分是有镁原子置换的四水合磷酸锌晶体,决定了该膜在涂层中具有 良好的耐腐蚀性能。
超轻镁锂合金性能优势及应用分析 中国铝业股份有限公司郑州研究院轻金属材料研究所 摘要：镁锂合金是世界上最轻的金属结构材料，具有低密度、高比强度、高比刚度、突出的减震性能和优异的电磁屏蔽性能，同时改善了普通镁合金不易变形的缺点，在航空航天、武器装备、3C产业以及便携式民用产品领域具有巨大的应用潜力。本文就镁锂合金的性能优势市场应用前景进行了综述。 关键词：镁锂合金性能优势应用市场 1 引言 镁合金具有其它合金无可比拟的低密度、高比强度、高比刚度、易切削加工和回收性等优点，被誉为“二十一世纪绿色金属工程结构材料”。目前，欧美及日本等工业发达国家对镁合金的研究和开发高度重视，并已将镁合金应用到航空航天、汽车、军事与3C产业等领域。 将锂元素作为主要合金化元素添加到镁合金中，制备出镁锂合金。镁锂合金是目前为止最轻的金属结构材料，密度约1.3g/cm3-1.6 g/cm3，自1930年以来，经过各国科研工作者的共同研究，镁锂合金已经被应用于军事、航天、航空等领域，并且取得了良好的实用效果。我国受外部环境影响，于20世纪80年代起才开始对镁锂合金的铸造、热处理、复合技术、变形加工、新型合金开发等领域开展相关研究工作，也都取得了显著成果。 本文综述了超轻镁锂合金的性能优势，并对其市场应用前景进行了分析。 2 超轻镁锂合金的性能优势 镁锂合金，一般含锂5wt%～16wt%，以及少量其它合金化元素，如铝、锌等。镁锂合金具有比普通镁合金更低的密度，更好的减震及电磁屏蔽性能，同时，其强度与镁合金相当，与钢铁、钛合金、铝合金、工程塑料、碳纤维复合材料相比，具有明显的优势。 （1）低密度、高比强度、高比模量 镁锂合金的密度小于常用镁合金，是铝合金的1/2～3/5，是金属结构材料中
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/895222375.html, 镁锂合金特殊性及其熔铸加工工艺探析 作者：严雄仲 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第08期 摘要：镁锂合金具有高比强度和高比弹性模量，其质量非常轻，在应用中具有良好的减 震性能，并且焊接性能非常好，如今已经引起了我国材料研究学者的高度重视。本次研究主要分析镁锂合金的晶体结构和特殊性，完善镁锂合金的熔铸和加工的工艺。 关键词：镁锂合金；特殊性；熔铸加工；工艺 在相关的研究中，充分的分析镁锂合金的焊缝强度非常大，高达集体金属强度的90%。而且镁锂合金在加工完成后，其密度比较小，即使是在低温的环境下，其强度也非常大，而且具备较大的断裂性能。镁和锂都是活性比较大的金属，在熔铸的过程中如果产生了氧化的问题，就会导致夹渣的问题，其纯度就会比较低，降低了金属的使用年限。因此，完善镁锂合金的熔铸加工水平，通过完善相关的工艺，提高金属的使用寿命。 1 镁锂合金的晶体结构和特殊性 镁锂合金具有特殊的晶体结构，镁原子的原子序数是12，其会构成六边形的晶体结构， 所以，镁原子的熔点会非常高，最高可以达到700摄氏度，镁锂合金中，锂元素的质量非常小，其晶体结构是立方形，但是其熔点不是特别高，最大的熔点不超过200摄氏度。因此，镁锂合金是将镁元素和锂元素结合而形成的两相组织。 在合金元素中如果包含镁元素和锂元素，这种合金与其他成分构成的合金相比，优势非常的明显，其一，其密度比其他的合金小，但是强度比其他的合金大，而且其刚度性能非常的完善，并且可以完善合金的导电和导热的性能。其二，变形温度对镁锂合金产生的影响非常大，会导致镁锂合金的滑移和塑性变形。在不同的温度下，镁锂合金的滑移模式会发生一定的变化，滑移系也会发生变化。变形温度也会导致镁锂合金的塑性变形能力发生变化，其是多相合金。 2 熔铸加工镁锂合金应该注意的问题 如今，航天和航空事业正在不断的完善和发展，镁锂合金产品得到了广泛的应用，各行各业对镁锂合金的质量提出了更高的要求。尤其是近年来，航空航天公司一般都需要强度非常大的材料，从而促进了镁锂合金熔铸加工工艺的完善。但是，与其他的合金加工相比，镁锂合金的加工还是存在一定的难度。 2.1 镁锂合金的溶体不能得到较好的保护
铝及铝合金前处理工艺 1．本工艺适用于铝及其合金的磷化处理，处理后的膜层与各种涂装层（油漆、塑粉等）有极强的附着力，经本工艺处理后的工件所形成的膜层有较强的抗蚀性能，与涂装层组合后能大幅度提高工件的整体抗腐蚀性能。 2．铝材在喷涂前处理中必须进行化学清洗和浸蚀，清除其表面粘附的油脂、自然氧化膜和灰尘等污染物，使铝合金基体裸露出来，形成均匀的活化表面，这是保证转化膜质量和喷涂质量的关键。 3．工艺流程：工件装挂→酸脱→水洗→磷化处理→水洗→烘干。 4．主要设备设备名称：酸脱槽，水洗槽，磷化槽；内衬要求：PVC ；加热设施：0℃左右。5．工艺条件 5.1铝脱Yj-1360酸脱剂25～50 g/L 温度常温时间5～20min 5.2磷化Yj-6104磷化剂25～50g/L 氧化剂5～15点温度5～40℃时间5-20min 注：槽液配制方法很简单，先在槽中加入约一半体积的水，然后加入Yj-1360 50Kg 或Yj-6104 50Kg,再加足量水。 6. 工艺操作说明 6.1 预检: 零件表面不应有胶类、漆类、铝屑、砂粒、毛刺等缺陷。 6.2 酸脱: 将工件浸入酸脱液中脱脂,为了加快脱脂速度可晃动工件。检验标准：目视检查，经酸脱液处理后铝合金表面露出金属本色，平整光亮，油污和自然氧化膜全部除净，水洗后水膜连续、完整，表面完全润湿，不挂水珠，无黑色挂灰和过腐蚀现象。 6.3 水洗: 将工件在水中清洗干净。 6.4 磷化：将工件浸入磷化液中进行磷化,为了磷化膜的均匀可上下移动工件。 6.5 水洗: 将磷化后的零件用流水清洗干净,零件内不能有未清洗的磷化液。 7.注意事项 7.1 热处理和焊接件: 工件经过热处理或焊接后表面形成油污烧结的焦化物,延长脱脂时间或加大脱脂液浓度可彻底除净。 7.2 零件的绑扎: 7.2.1 绑扎用的材料宜选用铝线,禁止使用铜线和镀锌线,可用退去锌层的铁线。 7.2.2 稍大的单件绑扎好,尽可能绑在离零件边沿最近的孔眼中,以减少对工件表面的影响。 7.2.3 不同种工件不宜同绑在一串中,因为不同成分(牌号)的铝材磷化处理的时间是有所不同的。 7.2.4 注意所绑扎的工件悬空的方向,要避免凹面朝下而窝气。 7.3 温度：除油脱除氧化膜的速度随温度升高而加快，温度的升高可以降低油污黏度和界面张力，提高酸脱液对铝材的浸蚀能力，增强酸脱液与油污的乳化作用。温度低于5℃时，除油脱除氧化膜的速度减慢，影响生产进度，温度高于40℃时，酸脱液组分易挥发，产生酸雾，酸脱液损耗增大，能耗增加,铝材易产生过腐蚀和黑色挂灰。因此，酸脱液的使用温度应控制在5℃-40℃范围内。 7.4时间：处理时间过短，工件表面的油污、自然氧化膜没有完全除净，会阻碍转化成膜反应的正常进行；处理时间过长，会使铝的损耗量增加，工件表面粗糙，光泽度下降，生产效率降低。处理时间与铝材成分、表面油污的多少、自然氧化膜的厚度、处理温度和方式等密切相关，一般取5min-20min，以油污、自然氧化膜完全清除干净为原则来确定酸脱时间。 8.槽液管理 8.1酸脱槽：随着铝合金处理量的不断增加，酸脱液在使用过程中不断被消耗、带出，酸度和脱脂效果降低，各种有效成分逐渐下降，因此，应定时定期分析槽液，及时补加Yj-1360，
镁合金表面处理工艺的研究 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 镁及其合金是有色金属材料中最具有开发和应用发展前途的金属材料。 镁是一种轻质结构材料，质量为铝的2／3，钢铁的1／4。与钢、铝、塑料等工程材料相比，镁合金具有比强度和比钢度高，电磁屏蔽性能好，无磁性；无毒、可回收；极好的切削加工性能，极高的压铸生产率，尺寸收缩小，并且具有优良脱模性能，且加工成本低，尺寸稳定性高；具有超导和储氢性能；耐印痕性；良好的低温性能和导热率高等优点；镁还具有良好的导热、导电性、尺寸稳定性、电磁屏蔽性、机加工性能以及再循环利用的性能；镁弹性模量低，约45 GPa，减震性能好，适合于做承受剧烈振动的零件；镁合金压铸件比重小，比刚度大，铸造性能，机械加工性能和阻尼性能好。这些特性可使其成为汽车工业、航空工业及电子工业中首选的结构材料，因此具有良好的社会效益和经济效益。虽然镁合金具有以上诸多优点，并在许多领域具有广泛的应用前景，但也存在一些限制其进一步应用的因素， 主要包括以下三个方面: (1)镁及其合金晶体结构为密排六方结构，决定了镁及其合金的塑性低，物理性能和力学性能均有明显的方向性，在室温下变形只能沿晶格底面进行滑移，单一的滑移系导致其压力加工变形能力低。
(2) 常用的AZ, AM系列镁合金通常的使用温度为95°C ~120°C，超过这一温度范围，合金的蠕变强度随着温度的增加而大幅度下降，限制了它在耐热部件、如汽车发动机部件和传动机构等零部件方面的应用。 (3)限制镁合金广泛应用的最大障碍是镁合金的耐腐蚀性能较差。镁的平衡电位为一2．37 V，很容易发生氧化反应。镁在海水中的稳定电位为一1．6一一1．5 V。镁在空气中与氧能够形成一层很薄的氧化膜，但氧化膜疏松、多孔，PB比为O．99
铝合金阳极氧化前处理工艺是决定产品外观质量的重要环节，型材机械纹的去除、起砂、亚光、增光等多种质量要求均由前处理工艺决定。传统的前处理工艺分为三种：（1）、碱蚀工艺：由除油→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成，即型材经除油后，在碱蚀槽中经碱蚀处理去除机械纹和自然氧化膜、起砂，然后经出光槽除去表面黑灰，即可进行阳极氧化。该工艺的核心工序是碱蚀，型材的表面平整度、起砂的好坏等均由该工序决定。为了达到整平机械纹的目的，一般需碱蚀12-15分钟，铝耗达40-50Kg/T，碱耗达50Kg/T。如此高的铝耗，既浪费资源，又带来严重的环保问题，增加废水处理成本。该工艺已采用了100多年，全球大部分铝材厂沿用至今，直到近两年，才由酸蚀逐渐取代。 （2）、酸蚀工艺：由除油→水洗→酸蚀→水洗→碱蚀→水洗→出光→水洗→氧化组成。型材经除油后先酸蚀，后碱蚀，出光，完成前处理。该工艺的核心工序是酸蚀，去机械纹、起砂等均由酸蚀决定。不同于碱蚀，酸蚀的最大优点是去机械纹能力强、起砂快、铝耗低，一般3-5分钟即可完成，铝耗几乎是碱蚀的1/8-1/6。从工作效率和节约资源的角度看，酸蚀无疑是碱蚀工艺的一大进步。然而，酸蚀的环保问题更加突出：酸槽的有毒气体HF的逸出及水洗槽Fˉ的污染。氟化物一般都有剧毒，处理更加困难。另外，酸蚀处理后，型材外观发黑发暗，尽管不得已延续了碱蚀和出光，可增亮一些，但仍然很暗，既增加了工序，又损失了光泽，这些问题至今还没有有效的解决方案。 （3）、抛光工艺：由除油→水洗→抛光→水洗组成，型材经除油后即放入抛光槽，经2-5分钟抛光后，可形成镜面，水洗后可直接氧化。该工艺的核心工序是抛光，去纹、镜面都在抛光槽完成。抛光具有铝耗低、型材光亮的优点，但抛光槽的NOx的逸出，造成严重的环境污染及操作工的身体伤害，同时，昂贵的化工原料成本等因素也制约了该工艺的推广。通观上述三种工艺，虽各有特点，但缺点也比较突出，如碱蚀铝耗高、碱渣多、工效低；酸蚀氟化物污染、型材发暗；抛光污染严重，成本过高等等。这些工艺要么污染了环境，要么浪费了铝资源，要么降低了铝材表面质量，亟待进行工艺改进。 二、整平光亮工艺所谓整平光亮工艺，是继抛光、碱蚀、酸蚀之后推出的一项 新的表面前处理工艺，是对碱蚀、酸蚀工艺的深刻改造和变革，它既具有酸蚀铝耗低、去机械纹能力强、起砂快的优点，又具有抛光的亮丽，但却根本杜绝了抛光NOx污染、酸蚀氟化物污染、碱蚀碱渣污染等弊端，是一项颇具前途、具有革命性的新工艺。 (一)、工艺流程整平光亮工艺比酸蚀、碱蚀要简单得多，甚至比抛光工艺都简单，主要由下述工序组成：整平光亮→水洗→氧化。本工艺的核心是整平光亮，整平机械纹、起砂、光亮等均由整平光亮槽完成，整平光亮后即可氧化，省去除油、碱蚀、中和等工序。 (二)、型材外观经过整平光亮技术处理过的型材具有三大特点：1、平整：在整平剂作用下，1-5分钟内，可完全去掉机械纹，表面特别平整。2、细砂：在起砂剂的作用下，型材表面起了一层均匀细砂，是喷砂和酸蚀技术很难达到的。3、光亮：在光亮剂的作用下，型材表面非常光亮，几乎可跟抛光材媲美。 (三)、适用范围1、建筑型材：银白料经整平光亮后，表面非常平整、光亮、砂粒细腻均匀；着色、染色与整平光亮技术的结合，使得型材表面象经过打蜡处理后一样鲜艳；电泳与整平光亮技术的结合能大幅度提高型材档次。2、工业用材：汽车轮毂、自行车圈、自行车架等用铝合金制成的各类工业用材都可用整平光亮技术处理，以取代机械抛光，提高生产效率及产品档次。3、家用电器：很多家用电器铝制外壳，都可借助本技术提高外观质量。灯饰及装饰用材也可借用本技术。 (四)、工艺规范1、开槽：整平光亮液(开槽液) 2、生产：温度：95－110℃时间：1-5min 3、添加：当槽液液面不能满足生产要求时，应及时补充添加液。补充添加液时一定要补充到初始液位。添加后，应充分搅拌槽液，然后开始生产。 4、管理：整平光亮槽管理非常