镁合金电泳技术

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。

镁合金微弧电泳复合膜层的结合力与耐蚀性研究的开题报告一、题目镁合金微弧电泳复合膜层的结合力与耐蚀性研究二、研究背景随着工业的发展，镁合金作为一种重要的轻质高强材料，被广泛应用于汽车、航空、电子等领域。

但是，由于其自身易于腐蚀，在实际应用中容易出现腐蚀现象，从而影响使用寿命。

为了提高镁合金的耐蚀性，越来越多的研究者开始研究镁合金表面处理技术，其中微弧氧化和微弧电泳是常用的表面处理技术之一。

微弧氧化和微弧电泳处理可以使基材表面形成一层稳定的氧化层或复合膜层，具有防腐、防磨、美观等优点。

微弧电泳与微弧氧化相比，具有更好的膜厚均匀性和耐磨性。

并且，微弧电泳可以通过改变电泳液组成，制备出不同颜色和性能的复合膜层，具有很大的应用潜力。

然而，微弧电泳复合膜层的结合力和耐蚀性是影响其应用性能的主要因素之一。

因此，研究微弧电泳复合膜层的结合力和耐蚀性，对于提高其应用性能具有重要意义。

三、研究内容本研究采用微弧电泳技术，在镁合金表面制备不同颜色和性能的复合膜层，并通过剪切测试和电化学测试探究复合膜层的结合力和耐蚀性。

具体内容包括：1、制备不同颜色和性能的复合膜层；2、进行剪切测试，评估复合膜层的结合力；3、进行电化学腐蚀测试，评估复合膜层的耐蚀性；4、分析结合力与耐蚀性之间的关系。

四、研究意义本研究对于提高镁合金表面处理技术的水平，改善镁合金的耐蚀性，增加其在工业领域的应用具有重要意义。

通过研究微弧电泳复合膜层的结合力和耐蚀性，可以为其进一步的应用提供理论和实验基础，同时还可以为其他材料表面处理技术提供借鉴和参考。

AZ61镁合金的磷化及阴极电泳的开题报告一、选题背景AZ61镁合金是一种常见的镁合金，具有良好的物理和化学性能，如高比强度、低密度、优异的抗腐蚀性能等，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

但AZ61镁合金具有较弱的耐蚀性和不良的抗磨性，需要改善其表面性能。

针对AZ61镁合金表面性能的不足，磷化和阴极电泳是常用的表面处理方法。

磷化处理既能够形成一层抗腐蚀的磷酸盐层，又能增强涂层的附着力；阴极电泳涂层能够提高表面硬度和耐磨性，以及保护镁合金表面免受腐蚀和氧化的侵蚀。

因此，本文拟以AZ61镁合金为研究对象，探讨其制备磷化和阴极电泳涂层的工艺，研究其对镁合金表面性能的影响，为进一步提高AZ61镁合金的性能提供理论和实践依据。

二、研究内容1. AZ61镁合金的表面处理技术2. 磷化涂层的制备方法3. 阴极电泳涂层的制备方法4. AZ61镁合金表面性能的测试方法5. 研究不同制备工艺对AZ61镁合金表面性能的影响三、研究意义1. 为改善AZ61镁合金表面性能提供新的解决方案。

2. 探讨磷化和阴极电泳涂层制备工艺对AZ61镁合金表面性能的影响，为该领域的研究提供参考。

3. 推动AZ61镁合金在航空、汽车、电子等领域的应用发展。

四、研究方法1. 实验材料：AZ61镁合金板材。

2. 实验设备：清洗设备、磷化设备、阴极电泳设备、热处理设备、显微镜、电化学工作站、电化学腐蚀测试仪等。

3. 实验步骤：(1) AZ61镁合金表面清洗和处理。

(2) 制备磷化涂层。

(3) 制备阴极电泳涂层。

(4) 热处理AZ61镁合金。

(4) 测试AZ61镁合金表面性能。

(5) 分析表面处理工艺对AZ61镁合金表面性能的影响。

五、预期结果1. 实验制备出了磷化和阴极电泳涂层，且涂层质量良好。

2. 实验测试出了AZ61镁合金的表面性能，包括硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。

3. 明确了磷化和阴极电泳涂层对AZ61镁合金表面性能的影响。

4. 探讨了优化AZ61镁合金表面处理工艺的可能途径。

镁合金涂装前化学表面处理环保新工艺
镁合金非常活泼，常温下可以和自来水反应。

进行机加工和化学表面处理使用的化学品要求比较高，使用不当可能会引起火灾。

镁合金涂装分为电泳涂装和喷涂涂装。

涂装前表面均需进行化学处理，降低镁合金活性。

北京爱尔斯姆科技有限公司在镁合金无铬钝化基础上研发出新一代金属涂装环保偶链剂，用于多种金属的表面处理，用于镁合金时可降低成本和安全隐患。

喷涂涂装工艺:
1.抛丸→水洗→除油钝化→水洗→晾干或烘干
2.中性除油→水洗→偶链处理→水洗→晾干或烘干
电泳涂装工艺：
中性除油（或抛丸）→水洗→除油钝化→水洗→去离子水洗→电泳
工艺参数：
1、中性除油
酸洗或碱性均会腐蚀镁合金表面，BW-532中性高泡清洗剂会明显减弱腐蚀速度。

浓度3%，温度15-35℃。

确保油污清洗干净。

2、偶链处理
BW-210金属涂装防锈偶链剂浓度3-4%，温度10℃以上。

时间5-10分钟。

3、除油钝化
采用BW-258镁合金除油钝化剂，浓度4%，pH值2.5-3.0。

温度常温，时间5分钟。

4、水洗
水洗避免使用强力喷淋装置，避免膜层被破坏。

新产品优点：
1．镁合金无腐蚀。

2．涂装附着力、耐冲击和中和防腐蚀性能大幅度提高。

3．成本很低。

4．污水易于处理。

镁合金电泳涂装技术
镁合金电泳涂装技术是一种先进的表面处理技术，它主要应用于镁合金制品的表面保护和美化处理。

镁合金具有质轻、强度高、耐腐蚀等优点，但同时也存在着易受氧化腐蚀、表面粗糙等缺陷。

因此，镁合金表面的处理和保护至关重要，而电泳涂装技术就是一种被广泛应用于镁合金表面处理的方法。

镁合金电泳涂装技术的基本原理是利用电化学反应将涂料在液体中带电离子的运动状态下转移到工件表面，形成涂层。

涂装过程中，涂料颗粒呈带电状态，通过在电场作用下被引导沉积在工件表面，形成均匀而致密的涂层。

这种涂层具有很好的耐腐蚀性、附着力和耐磨性，可以有效地保护镁合金表面不受外界环境的影响。

镁合金电泳涂装技术的优点在于，它可以形成均匀而致密的涂层，不仅可以保护镁合金表面不受腐蚀和氧化的影响，还可以起到美化和装饰的作用。

此外，电泳涂装技术还具有高效、环保、易于自动化等优点，能够大幅提高生产效率和降低涂装成本。

总的来说，镁合金电泳涂装技术是一种先进的表面处理技术，它为镁合金制品的保护和美化提供了一种高效、环保的解决方案。

在未来，随着科技的不断进步和涂料材料的不断创新，相信这种技术将会在更多的领域得到应用。

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、OP 10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。

电泳工艺参数一、前处理工艺1. 确定材料种类：电泳涂料可以用于钢铁、铝合金、镁合金等多种材料，但不同的材料需要不同的前处理方法。

2. 表面清洗：使用碱性清洗剂或有机溶剂去除表面油污、氧化皮和其他杂质，保证表面干净。

3. 除锈处理：对于钢铁等金属材料，需要进行除锈处理，可采用酸洗或机械打磨等方法。

4. 防腐处理：对于铝合金等易氧化的材料，需要进行防腐处理，可采用酸洗或阳极氧化等方法。

二、涂装工艺1. 电泳槽液配制：根据所选涂料的要求和工艺参数配制电泳槽液，并保持其稳定性和均匀性。

2. 预热：将待涂件放入预热炉中加热至适当温度（一般为50-80℃），以提高电泳效果和降低残余应力。

3. 电泳：将预热好的待涂件通过滑轮送入电泳槽中，使其浸入电泳槽液中，施加电压使涂料在待涂件表面形成一层均匀的薄膜。

4. 洗涤：将电泳后的待涂件在清水中进行洗涤，去除多余的电泳槽液和杂质。

5. 固化：将洗净后的待涂件放入烘箱中进行固化处理，使其达到所需硬度和耐磨性。

三、工艺参数1. 电泳时间：根据待涂件的大小、形状和材料种类等因素确定电泳时间，一般为1-5分钟。

2. 电压：根据所选涂料的要求和工艺参数确定施加的电压大小，一般为100-400伏。

3. 槽温：根据所选涂料的要求和工艺参数确定电泳槽内的温度，一般为25-35℃。

4. 液位：保持槽内液位稳定，并确保待涂件完全浸入槽内。

5. 搅拌速度：根据所选涂料的要求和工艺参数确定搅拌速度大小，以保证槽内液体均匀混合。

四、质量控制1. 涂层厚度：通过测量涂层厚度来检查电泳效果，一般要求涂层厚度为10-25微米。

2. 色泽和光泽：观察涂层的色泽和光泽，确保其符合要求。

3. 耐腐蚀性：通过盐雾试验等方法检测涂层的耐腐蚀性能，确保其符合要求。

4. 粘附力：通过拉伸测试等方法检测涂层的粘附力，确保其符合要求。

五、安全防护1. 电泳槽液具有刺激性和腐蚀性，操作时需佩戴防护手套、眼镜等防护用品。

镁合金表面处理工艺镁合金是一种重要的结构材料，具有低密度、高比强度和优良的机械性能等特点。

然而，由于镁合金的活泼性和化学反应活性较强，其表面易受到氧化、腐蚀和磨损的影响，从而限制了其应用广度和可靠性。

为了改善镁合金的表面性能，提高其抗腐蚀性、耐磨性和附着力等指标，需进行表面处理工艺。

镁合金表面处理工艺主要包括化学处理、电化学处理和涂层处理三大类。

下面将详细介绍这些处理工艺及其应用。

1.化学处理：化学处理是通过将镁合金浸入一定的处理液中，利用化学反应改变其表面化学成分和结构来提高其性能。

常用的化学处理工艺有酸洗、酸洗除氧化膜、碱洗和氟改性等。

（1）酸洗：酸洗是将镁合金浸入一定酸性溶液中，通过溶解表面氧化层和杂质来清洗表面。

常用的酸洗溶液有硫酸、盐酸和硝酸等。

（2）酸洗除氧化膜：酸洗除氧化膜是在酸洗的基础上，加入具有还原性能的添加剂，如硫酸亚铁（FeSO4）来清除氧化膜。

这种方法能有效去除氧化膜，提高镁合金的表面光洁度和亲润性。

（3）碱洗：碱洗是将镁合金浸入一定碱性溶液中，通过化学反应去除表面的油污和杂质。

常用的碱洗溶液有氢氧化钠溶液和碳酸氢钠溶液等。

碱洗后的镁合金表面光洁度较高，具有较好的耐腐蚀性。

（4）氟改性：氟改性是利用氟化物处理剂在一定条件下反应，使其与镁合金表面发生氟化反应，形成一层氟化物覆盖层。

这种覆盖层具有很好的抗腐蚀性和减摩性能，能有效改善镁合金的抗氧化性和耐蚀性。

2.电化学处理：电化学处理是利用电化学装置和电解液进行处理，通过电解和电化学反应改变镁合金的表面状态。

常用的电化学处理工艺有阳极氧化、阳极电泳和阳极电刷等。

（1）阳极氧化：阳极氧化是一种将镁合金作为阳极，在电解液中施加一定电压进行氧化反应，生成氧化膜的工艺。

阳极氧化可提高镁合金的硬度、耐磨性和耐蚀性，同时还可用于染色和封孔处理，改善镁合金的装饰性。

（2）阳极电泳：阳极电泳是将镁合金作为阳极，通过电泳涂覆一层具有保护性的有机膜或无机膜。

第28卷第1期2007年1月江苏大学学报(自然科学版)Journal of J iangsu University (Natural Science Editi on )Vol .28No .1Jan .2007镁合金表面的锌系磷化及阴极电泳连建设,李光玉,牛丽媛(吉林大学汽车材料教育部重点实验室,材料科学与工程学院,吉林长春130025)摘要:采用在磷化液中添加Ce (NO 3)3及腐蚀抑制剂的方法,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,磷化膜在阴极电泳和烘烤固化过程中的失重率较低.当磷化液中Ce (NO 3)3的质量浓度为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20μm 阴极电泳涂层,耐盐雾腐蚀时间可达720h 以上,沉积35μm 阴极电泳涂层时,耐盐雾腐蚀时间可达1000h 以上.试验结果表明,“稀土锌系磷化+低温阴极电泳”工艺适合于镁合金的表面防腐处理.关键词:镁合金;磷化;电泳;耐蚀中图分类号:TG174.46 文献标识码:A 文章编号:1671-7775(2007)01-0037-04Zi n c phosphate fil m and cathodi c electro 2coat depositi onon magnesi u m alloyL I AN J ian 2she,L I Guang 2yu,N I U L i 2yuan(Key Laborat ory of Aut omobile Materials,M inistry of Educati on,College of Materials Science and Engineering,J ilin University,Chang 2chun,J ilin 130025,China )Abstract:An unif or m and fine zinc phos phate fil m on AZ91D magnesium all oy was p repared by using a phos phating bath containing Ce (NO 3)3and a corr osi on inhibit or .The experi m ental results showed that the additi on of Ce (NO 3)3in the phos phating bath made phos phate fil m finer and non 2crack .Very dense phos phate coating was obtained fr om the phos phating bath containing 1.5g/L Ce (NO 3)3.Cathodic elec 2tr o 2paint was then coated on the phos phated magnesiu m all oy .The additi on of Ce (NO 3)3als o reduced the weight l oss of phos phate coating during the electr o 2coating and drying p r ocesses .The cathodic electr o 2coat of 35μm thickness p lus phos phate coating on the AZ91D magnesium all oy can bear 1000h salt f og test without corr osi on .It is thus concluded that the zinc phos phate fil m +cathodic electr o 2paint is an ef 2fective technique f or p r otecti on of magnesiu m all oy .Key words:magnesiu m all oy;phos phating;cathodic electr o 2coat;anticorr osi on收稿日期:2006-09-13基金项目:国家重点基础研究发展计划资助项目(2004CB619301)作者简介:连建设(1953-),男,吉林长春人,博士,教授,博士生导师(lianjs@jlu .edu .cn ),主要从事膜层及纳米材料的研究.李光玉(1962-),男,吉林长春人,博士,副教授(guangyu@jlu .edu .cn ),主要从事纳米材料及薄膜技术的研究. 镁合金是密度最小的工业用金属材料,具有许多优异的物理和力学性能[1,2].但镁合金耐蚀性较差,因此,镁合金作为结构材料使用时必须进行表面处理,以提高其耐蚀性[3].电泳是提高材料耐蚀性最常用技术之一.为了确保电泳涂层的附着力必须进行前处理.磷化作为一种重要的前处理技术,由于镁合金的高化学活泼性,用常规方法得到的磷化膜结晶组织粗大,膜层不完整,且有微裂纹.王赫男[4]报道了AZ91D 和AM50的磷化膜的成膜工艺和微观形貌.Umehara 等人[5,6]报道了在镁合金上采用磷酸高锰酸钾溶液体系得到的以Mg 3(P O 4)2为主要成分的磷化膜,并对其微观结构进行了研究.Han 等人[7]在AZ31D 镁合金上制备了主要含Mn 3(P O 4)2的磷化膜.Kouisni 等人[8]对AM60镁合金上的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体系的研究存在的问题是: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.作者近期在镁合金表面制备了均匀细致无裂纹的磷化膜[9,10].因磷化膜作为中间膜层,对镁合金基体及顶涂层起着承上启下的作用.因此,本研究对镁合金磷化膜与电泳涂层的匹配性和涂层的性能进行了研究,为以磷化作为初始层的镁合金的防护体系的应用提供试验基础.1　试验方法试验材料为压铸AZ91D 镁合金.阴极电泳采用HE D 2000阴极电泳涂料.电导率:1200±300μs/c m,施工电压150～250V,施工时间90～180s,槽液温度28±2℃,烘烤条件180℃,30m in 或120℃,50m in .试验采用的工艺流程:8.5%氢氧化钠预脱脂→水洗→40%氢氟酸活化→水洗→0.9%氢氧化钠脱脂→水洗→磷化→水洗→阴极电泳→烘烤→检查.磷化液成分:磷酸15～17.5g/L,氧化锌1.7～3.2g/L,氟化氢氨1.0～1.6g/L,氨水1.5～6.5mL /L,缓蚀剂0.7～1.1g/L,有机胺盐4.5～8.1g/L,Ce (NO 3)30～1.5g/L.采用扫描电镜(SE M ,JS M 5310)观察分析组织.通过XRD (D /max 2500PC,Cu 靶Kα)对磷化膜相进行分析.涂层与基体金属表面的结合力采用I S O 2409标准[11]划网格进行检测.按AST M B117标准[12]在SF850盐雾箱中进行盐雾腐蚀试验.2　结果及讨论2.1　磷化膜的显微结构图1为AZ91D 镁合金上磷化膜的表面形貌.图1a 是在不含稀土添加剂的磷化液中制备的磷化膜,结晶组织不均匀,不完整,在磷酸盐结晶的晶界上存在微裂纹.图1b 是在含0.5g/L Ce (NO 3)3的磷化液中制备的磷化膜,无裂纹,组织呈较粗大的树枝状.图1c 是在含1.5g/L Ce (NO 3)3的磷化液中制备的磷化膜,磷化膜的结晶组织均匀无裂纹,呈短棒状,较为致密.(a)(b)(c )图1　AZ91D 镁合金表面磷化膜的SE M 图Fig .1　SE M of phos phate coatings on AZ91D magnesiu m all oy 图2为在含1.5g/L Ce (NO 3)3磷化液中制备的镁合金磷化膜的XRD 衍射图.从图中可看出磷化膜的主要成分为Zn 3(P O 4)2・4H 2O 和单质Zn .2.2　磷化膜在阴极电泳过程中的变化2.2.1　碱溶液和电泳过程中磷化膜的失重在阴极电泳过程中,磷化后的镁合金试样作为阴极,电泳时试样表面氢离子减少导致pH 值升高,反应如下:2H 2O +2e →2OH-+H 2在电压升高的瞬间,磷化膜表面pH 值达到13.如果磷化膜的耐碱性差,在阴极电泳时将使磷化膜的结晶形貌发生改变,或使磷化膜变薄甚至溶解,磷化膜失去应有的作用.这就使电泳漆膜产生坑穴,降低防护性能.另一方面,由于溶解的化学离子被吸附在“坑穴”和漆膜下,烘干后造成离子的浓缩,在使用过程中也会造成防护性的降低.为测试磷化膜的耐碱性,首先将磷化后的镁合金试样置于pH 值为13的氢氧化钠溶液中5m in,测量磷化膜在碱液中的失重,试验结果见图3.为了更真实地测量磷化膜在电泳过程中的失重,采用以下方法测量磷化膜在电泳处理前后的失重:将50mm ×50mm ×500mm 压铸AZ91D 镁合金试样磷化后进行阴极电泳,5m in 后取出迅速用溶剂将电泳涂层去除,测量磷化膜在电泳过程中的失重,试验结果也在图3中绘出.从图3可以看出磷化膜在碱液中和电泳过程中的失重随磷化液中铈盐质量浓度的83 江苏大学学报(自然科学版) 第28卷增加而降低.含1.5g/L Ce (NO 3)3磷化液中制备的磷化膜比在不含铈盐磷化液中制备的磷化膜在阴极电泳过程中失重大大减少,由于含铈盐的磷化膜无裂纹且致密,因此有较好的耐碱腐蚀能力.另外,电泳过程中的失重比在pH =13碱液中的失重略低,其原因是电泳过程试样表面pH 值升高是动态过程,只有当试样表面的电压升到最高时pH 值才升高至13,通常情况下pH 值只在12左右.图2　镁合金磷化膜的XRD 图Fig .2　XRD pattern of phos phate coating on magnesiu m alloy图3　镁合金磷化膜的失重曲线Fig .3　W eight l oss of phos phate fil m2.2.2　电泳烘烤过程中磷化膜的失重一般情况下,磷化膜由含结晶水的磷酸盐组成,当加热到一定温度后就会使磷酸盐失去结晶水.磷化后进行电泳处理,然后烘烤固化,在烘烤期间磷化膜脱水会造成磷化膜的孔隙增大,漆膜进入细孔,磷化膜遇水发生再水合使其体积增大而产生应力,使漆膜产生缩孔或起泡.试验将镁合金磷化、电泳、采用不同的温度烘烤后,用脱漆剂将电泳膜层去除,测得磷化膜在烘烤过程中的失重.本研究得到的磷化膜由含4个结晶水的磷锌矿和金属锌微粒组成,单质锌在100～200℃时没有变化,虽然Zn 3(P O 4)2・4H 2O 在130℃左右失去2个结晶水,在180℃左右失去全部结晶水,从图4可以看出磷化膜的失重随磷化液中硝酸铈的增加而降低.试验表明,120℃烘烤50m in 的涂层失重较少.传统阴极电泳漆的烘干温度一般都在160～180℃,近年来出现了低温电泳漆,只需在120°C保温50m in 即可固化.本试验使用低温电泳漆,得出以下结论:稀土磷化膜在120℃烘烤后磷化膜几乎无脱水现象,因此“稀土磷化+低温阴极电泳”工艺适合于镁合金涂装,可以在严酷的腐蚀环境下有效地保护镁合金.图4　镁合金磷化膜在烘烤固化过程中的失重Fig .4　W eight l oss of phos phate fil m s during drying p r ocess2.3　磷化膜+阴极电泳涂层的性能2.3.1　镁合金“磷化+电泳漆膜”的附着力表1显示了AZ91D 镁合金表面磷化后的电泳涂漆附着力试验结果.在I S O 2409标准中,附着力为1级合格,0级最好.从表中可以看出,在含1.5g/L Ce (NO 3)3中得到的磷化膜具有较好的完整性,并能为电泳漆膜提供很好的附着性能,而无铈盐的磷化膜只在漆膜厚度达到35μm 以上时才合格.表1　AZ91D 镁合金“磷化+电泳漆膜”的附着力Tab .1　Adhesi on of electro 2coa t on phospha ted AZ91Dmagnesi u m a lloy电泳漆膜厚度/μm附着力/级不含添加剂磷化膜+电泳漆膜0.5g/L Ce (NO 3)3磷化膜+电泳漆膜1.5g/L Ce (NO 3)3磷化膜+电泳漆膜20～2221035～3712.3.2　镁合金磷化膜上电泳涂层的耐蚀性表2为AZ91D 镁合金磷化电泳涂漆烘烤后的盐雾试验结果.众所周知,AZ91D 镁合金基体直接涂漆盐雾试验后,不仅沿刻痕伸展扩蚀的宽度较大(约2.6mm ),而且漆膜沿刻痕出现凸起脱层现象.试验发现镁合金磷化膜上电泳涂层进行1000h 盐雾试验也无起泡现象.在不含Ce (NO 3)3的处理液93第1期 连建设等:镁合金表面的锌系磷化及阴极电泳中制备的磷化膜上进行1000h盐雾试验,锈沿刻痕一侧伸展扩蚀宽度较大(1.5～2.3mm).在以Ce(NO3)3为添加剂处理液的磷化膜的涂漆膜耐蚀性较好,在含1.5g/L Ce(NO3)3磷化液中制备的磷化膜+电泳涂层1000h盐雾试验沿刻痕一侧伸展扩蚀的宽度最小(0.7～1.2mm),符合AST M B117 03标准试样上一侧伸展扩蚀的宽度小于2mm满足耐蚀性的要求,因此,在含1.5g/L Ce(NO3)3磷化液中制备的磷化膜能够同时满足薄膜和厚膜阴极电泳涂层的耐蚀性要求.表2　AZ91D镁合金“磷化+电泳漆膜”的盐雾试验结果Tab.2　Corrosi on test of electro2coa t on phospha tedAZ91D magnesi u m a lloy电泳涂层厚度/μm 盐雾试验时间/h扩蚀宽度/mm无铈磷化膜+电泳　涂层0.5g/LCe(NO3)3磷化膜+电泳涂层1.5g/LCe(NO3)3磷化膜+电泳涂层20～222400.60.30 4800.90.40.2 720 1.70.90.9 1000 2.3 1.5 1.235～372400.60.30 4800.90.40.2 720 1.40.80.6 1000 1.5 1.10.73　结　论(1)镁合金上的磷化膜主要由磷锌矿和单质锌组成.磷化液中加入1.5g/L Ce(NO3)3添加剂制备的磷化膜最为致密,无裂纹.(2)含1.5g/L Ce(NO3)3的磷化液中制备的磷化膜具有良好的耐碱性,满足阴极电泳工艺要求.(3)镁合金铈酸盐磷化膜电泳涂漆在120℃烘烤50m in,磷化膜的失重较少,因此低温工艺适合于镁合金的电泳涂装.(4)含1.5g/L Ce(NO3)3的磷化液中制备的磷化膜,阴极电泳35μm涂层就能耐1000h盐雾试验,满足耐蚀性要求.且电泳涂层具有良好的附着性能.参考文献(References)[1]　Ray mond F,Decker.The enaissance in magnesiu m[J].A dvanced M aterials&Processes,1998,9:31-33.[2]　Rattana Borrisutthekul,Yuki o M iyashita,YoshiharuM ut oh.D issi m ilar material laser welding bet w een mag2nesiu m all oy AZ31B and alu m inu m all oy A5052-O[J].Science and Technology of A dvanced M aterials,2005,6:199-204.[3]　Shar ma A K,Suresh M R,Bhojraj H,et al.Electr olessnickel p lating on magnesiu m all oy[J].M et Finish,1998,96:10-12.[4]　王赫男.两种镁合金的化学处理[J].沈阳航空工业学院学报,2004,21(2):5-7.WANG He2nan.Che m ical treat m ent of t w o kinds ofmagnesiu m all oy[J].Journal of Shenyang Institute ofA eronautical Engineering,2004,21(2):5-7.(inChinese)[5]　Umehara H,Takaya M,Terauchi S.Chr ome2free sur2face treat m ents f 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专利名称：一种镁合金LED显示屏箱体预防盐雾的电泳工艺方法
专利类型：发明专利
发明人：钱林,张少利,杨跃明
申请号：CN201811284283.1
申请日：20181018
公开号：CN111074326A
公开日：
20200428
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种镁合金LED显示屏箱体预防盐雾的电泳工艺方法。

其具体的微弧氧化电泳工艺方法为，首先将表面除去油污的镁合金压铸件放入冰乙酸酸洗溶液槽中进行浸泡，再放进碱性清洗溶液槽中进行中和处理浸泡水洗，然后进行微弧氧化电泳后，最后进行全数检验，检验合格后包装入箱。

由于本发明采用了新颖的电泳工艺方法，所制备的防护散热功能涂层具有耐候性佳、散热性好、防护盐雾、耐磨性高，能够大大提高基材的表面疏水性能，在自然环境下就可实现自清洁的作用产，降低了生产成本、提高了产品质量。

申请人：鹤壁维达科巽电气有限公司
地址：458030 河南省鹤壁市淇滨区金山工业区美丽工业园
国籍：CN
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