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11216__________________________________________^^^________#_________________________2017 年第 11 期（48)卷文章编号：1001—9731(2017)11-11216-05镁合金表面电化学沉积制备羟基磷灰石涂层及耐腐蚀性能的研究X华帅，陶庆爽，郭亚鑫，刘小萍，范爱兰，唐宾(太原理工大学材料科学与X程学院，太原030024)摘要：采用电化学沉积技术和水热合成技术在镁合金表面制备出均勾的羟基磷灰石（H A)涂层。
运用扫描电 镜（S E M)分析涂层的微观形貌、运用能谱（E D S)分析涂层的元素组成、和运用X射线衍射仪（X R D)分析涂层相 的组成，并且在人体模拟液（S B F)中考察了其电化学性能。
结果表明：与恒电流沉积制备出的H A相比，脉冲电 流沉积制备出的涂层更加均匀致密；与镁合金基体的自腐蚀电流密度8.407 X10一4 A/c m2比较，恒电流和脉冲电 流沉积的涂层自腐蚀电流密度分别为2.780X10_5和S.S82X10一7 A/e m2,其耐蚀性明显得到提高0在镁合金表 面用电化学沉积法制备的羟基磷灰石涂层可以有效的降低镁合金的降解率，从而使得镁合金进一步应用于生物 材料《关键词：羟基磷灰石；镁合金；耐蚀性中图分类号：T B332 文献标识码：A D O I：10.3969/j.issn.1001-9731.2017.11.039〇引言镁合金成本低、具有良好的生物相容性、优异的机 械性能和与人体骨骼相近的弹性模量，被广泛的运用 于生物医用金属材料。
但是镁合金的耐蚀性差，在生 物体内降解速率快[1_..'1儿作为植入体时，会在人体内 会产生大量的氢气和碱性物质，难以满足骨植入材料的要求。
已有研究表明，生物涂层可以有效提高镁合金表面生物相容性、耐腐蚀性、生物活性，使其满足骨 植人材料的要求。
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。
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。
