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触变成形AZ91D镁合金表面微弧氧化陶瓷层滑动摩擦磨损性能

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触变成形AZ91D镁合金表面微弧氧化陶瓷层滑动摩
擦磨损性能

耐磨性和耐蚀性差是影响镁合金大范围使用的重要因素之一。虽然半固态触变成形工艺可
以提高镁合金的耐磨性和耐蚀性，但其提高的水平还是有限，总的耐蚀性和耐磨性还是比较
差。本文采用微弧氧化技术对其进行表面改性并研究其耐磨性。微弧氧化(Micro-arc Oxidat
ion)又称微等离子体氧化或阳极火花沉积，是近年来兴起的一种表面处理新技术，是国内外
研究的热点。微弧氧化基本工艺是将被处理的工件制品做阳极，置于脉冲电场环境的电解液
中，使被处理样品表面在脉冲电场作用下产生微弧放电，从而原位生成一层与基体以冶金形
式相结合的陶瓷层。是传统阳极氧化技术的改进，它突破传统阳极氧化技术工作电参数的限
制，提高了工作电压和电流，从直流发展到交流，微弧氧化大大提高了阳极氧化膜的硬度和
致密性。就目前的现状看，镁合金不被作为耐磨、减磨材料使用，但是作为结构材料，其零
件与其他构件相接触时，会不可避免地存在相对滑动，即存在磨损行为。目前对镁合金摩擦
磨损行为研究主要集中在未经任何表面处理的镁合金上，经过表面处理后的镁合金的研究较
少。本文着重研究触变成形AZ91D镁合金表面微弧氧化陶瓷层滑动磨损行为。
本实验所用材料是商用的AZ91D镁合金，其主要成分(质量分数，%)为：8.3～9.7Al，0.35～
1.0Zn，0.15～0.5Mn，0.1Si，0.03Cu，0.002Ni，0.005Fe,其余是镁。将AZ91D按照触变成
形工艺制得100mm×40mm×15mm的板状件。用线切割将该板状件加工成Φ25mm×6mm圆
盘，并用1200#砂纸打磨、超声波清洗。然后在10kW微弧氧化设备上进行表面改性。电解
液以NaSiO4(15g/L)为主，电流密度1.5A/dm2，电解液温度控制在30～70℃，氧化时间10
min。
磨损试验在UMT-2MT型球-块往复式摩擦试验机上进行，对偶件采用Φ3mm的GCr15轴承
钢钢球，具体试验条件为：载荷分别为0.1、0.5、1和2N，滑动频率为4、5、8和10Hz，
往复幅度5mm，试验温度(25±2)℃，相对湿度(55±5)%，时间10min。试验后用轮廓仪测试
试样的体积损失。磨损率用单位距离内体积损失来表示。
利用微弧氧化技术在触变成形AZ91D镁合金表面原位生长形成含有Mg2SiO4、Mg、MgO、
MgO2和Al3.16Mg1.81的陶瓷层。随着载荷的增大，摩擦系数先增加后减小；磨损率开始
增长缓慢之后增长迅速。随着滑动频率的增加，摩擦系数逐渐降低；磨损率先略有上升之后
缓慢下降。随着载荷和滑动频率的增加，磨损机制都由微切屑磨损向磨粒磨损转变

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AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀Ni_P_Cu的研究

AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀Ni_P_Cu的研究

文章编号:1007-1385(2009)03-0040-05AZ91D镁合金表面复合镀层局部腐蚀现象解析及化学镀N i-P-Cu的研究沈　波1　任玉平2　杨中东2　裴文利2　王继杰1　樊占国2　秦高梧2(1.沈阳航空工业学院材料系,辽宁沈阳　110136; 2.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳　110004)摘　要:采用SE M-E DX和光学显微镜等分析手段,研究了AZ91D镁合金化学镀N i-P/电镀Cu/N i/Cr复合镀层盐雾试验时局部严重腐蚀的原因。

研究发现,AZ91D镁合金基体的孔隙缺陷是由于其在化学镀和电镀过程中,缺陷处未能形成致密镀层而出现凹陷贯穿性的微孔所致。

在此基础上,探讨了加入微量Cu的化学镀N i-P工艺,Cu能显著细化镀层胞状组织尺寸,抑制表面胞状凸起;极化曲线和盐雾测试表明Cu微合金化的N i-P镀层能明显改善N i-P化学镀层的耐蚀性能。

关键词:AZ91D镁合金;盐雾试验;极化曲线;局部腐蚀;化学镀;N i-P-Cu中图分类号:T Q031.6文献标识码:A AZ91D为目前研究和应用最广的镁合金之一,该合金铸件主要在室温下使用,具有质轻、比强度和比刚度高、吸震、耐腐蚀、防电磁干扰能力强以及成型性能和热扩散能力好的特点[1-2]。

尽管AZ91D镁合金有如上的优异性能,但由于其电极电位很负,所以化学活性很高;另外, AZ91D的组织是由α-Mg和Mg17A l12金属间化合物组成,它们之间的电极电位差较大,造成其表面电化学性质极不均匀,容易形成电偶腐蚀,因而镁合金耐腐蚀性很差,这限制了其进一步推广应用[1-2]。

因此对镁合金部件必须进行表面防护处理。

一般镁合金常用的表面处理方法有化学转化膜、微弧氧化以及化学镀和电镀等。

化学转化膜主要是铬酸盐或磷酸盐转化膜,主要作为后续涂料涂层的前处理以增加漆膜的结合力,是目前镁合金最广泛应用的防腐处理方法;微弧氧化可以得到类似陶瓷的膜层,具有一定的耐蚀性和高的硬度以及较好的耐磨性,但是该类氧化膜一般粗糙多孔,所以氧化后必须进行封闭处理或有机涂覆,以进一步改善耐蚀性。

AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能

AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能

DOI: 10.19289/j.1004-227x.2020.23.008 AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能王向荣（上海市普陀区绥德路789号，上海200331）摘要：采用由钛盐、无机酸和有机酸组成的溶液，在AZ91D镁合金表面制备了无铬化学转化膜。

用附带能谱仪的扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪研究了转化膜的形貌和成分，通过极化曲线和盐雾试验评定转化膜的耐蚀性，采用划格试验检测转化膜的结合力，考察了不同pH的化学转化溶液在0 °C和40 °C条件下的稳定性。

结果表明，所得到的灰白色化学转化膜主要成分为铝、镁和钛，其耐蚀性和结合力良好，最佳的pH范围是5.5 ~ 6.5。

关键词：铸造镁合金；无铬化学转化膜；耐蚀性；结合力中图分类号：TG178 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2020) 23 – 1643 – 05 Properties of chromium-free conversion coating on AZ91D magnesium alloy // WANG XiangrongAbstract: A chromium-free chemical conversion coating was prepared on the surface of AZ91D magnesium alloy in a solution composed of titanium salt, inorganic acid, and organic acid. The morphology and composition of the conversion coating were studied by scanning electron microscope (SEM) with energy-dispersive spectrometer (EDS) and X-ray photoelectron microscope. The corrosion resistance of the conversion coating was evaluated by polarization curve measurement and salt spray tests. The adhesion strength of the conversion coating was examined by cross-cut test. The stability of the chemical conversion solution with different pHs at 0 °C and 40 °C was investigated. The results showed that the main elements of the gray-white chemical conversion coating are Al, Mg, and Ti. The corrosion resistance and adhesion strength of the coating are good. The optimal pH range of the chemical conversion solution is 5.5 to 6.5.Keywords: die-cast magnesium alloy; chromium-free chemical conversion coating; corrosion resistance; adhesion Author’s address: No.789 Suide Road, Putuo District, Shanghai 200331, China由于镁在地球上的含量丰富，而且镁在工程金属中最显著的特点是质量轻，还具有比强度高、比刚度高、减震性能好、抗辐射能力强等一系列优点，因此开发利用镁合金产品是当今世界发展的潮流。

AZ91D镁合金在不同电解液体系中的微弧氧化行为

AZ91D镁合金在不同电解液体系中的微弧氧化行为

AZ91D镁合金在不同电解液体系中的微弧氧化行为
刘斌;张普亮;王金清;张东;周金芳;杨生荣
【期刊名称】《上海交通大学学报》
【年(卷),期】2010()1
【摘要】在3种不同电解液体系中,对AZ91D镁合金表面分别进行微弧氧化处理而得到氧化物陶瓷膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其表面形貌和相组成进行分析,利用划痕仪测试氧化膜与镁合金基底的结合强度,并用电化学工作站分析氧化膜在模拟人体体液中的腐蚀性能.结果表明:在不同电解液体系中所获氧化膜的表面结构和组成不同;随着氧化时间的延长,微弧氧化涂层与基底的结合力先逐渐增加而后趋缓;微弧氧化处理可明显提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能.【总页数】5页(P16-20)
【关键词】AZ91D镁合金;微弧氧化;耐腐蚀性;结合强度
【作者】刘斌;张普亮;王金清;张东;周金芳;杨生荣
【作者单位】中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室;兰州大学口腔医学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG178
【相关文献】
1.用优化的双电解液制备AZ91D镁合金微弧氧化膜 [J], 王淑艳;夏永平
2.AZ91D镁合金微弧氧化膜在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为 [J], 郭惠霞;马颖;
王劲松;王宇顺;董海荣;郝远
3.AZ91D镁合金微弧氧化失效电解液再生研究 [J], 李敬学
4.AZ91D镁合金微弧氧化膜在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为（英文） [J], 郭惠霞;马颖;王劲松;王宇顺;董海荣;郝远
5.硅酸盐和磷酸盐电解液中AZ91D镁合金微弧氧化的成膜特性 [J], 王立世;蔡启舟;魏伯康;刘全心
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镁合金微弧氧化与钝化

镁合金微弧氧化与钝化

镁合金微弧氧化与钝化1.引言1.1 概述概述部分主要介绍镁合金微弧氧化与钝化的背景和意义。

镁合金由于其良好的机械性能、低密度和优异的导热性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电器电子等领域。

然而，镁合金的表面容易受到环境的侵蚀和磨损，导致其耐腐蚀性能较差。

针对这一问题，镁合金微弧氧化和钝化成为了改善镁合金表面性能的重要手段。

微弧氧化是一种以电化学反应为基础的表面处理技术，通过在电解液中施加电压，使得镁合金表面在微弧氧化处理下形成陶瓷层。

这一陶瓷层具有较高的硬度、致密性和耐腐蚀性，能够显著改善镁合金的表面性能。

相较于微弧氧化，钝化是一种采用化学方法处理镁合金表面的技术。

钝化处理可以在镁合金表面形成一层致密的氧化膜，有效隔断了镁合金与外界环境的接触，从而提高了其耐腐蚀性能。

本文将对镁合金微弧氧化与钝化的原理、过程、特点、应用及其优势进行深入探讨，以期为进一步改善镁合金表面性能、推动其在各个行业的应用提供科学的理论依据和实践指导。

1.2文章结构1.2 文章结构本文主要介绍镁合金微弧氧化与钝化的相关内容。

文章结构分为以下几个部分：2.正文：这部分主要讨论镁合金微弧氧化和钝化的原理、过程、特点、应用等内容。

2.1 镁合金微弧氧化：2.1.1 原理与过程：详细介绍镁合金微弧氧化的基本原理和具体过程，包括微弧氧化液的配方和处理参数的选择。

2.1.2 特点与应用：探讨镁合金微弧氧化的特点，如氧化膜的性能和表面形貌，以及其在电子、汽车、航空航天等领域的应用。

2.2 镁合金钝化：2.2.1 钝化方法：介绍常见的镁合金钝化方法，如化学钝化和电化学钝化等，以及各自的工艺流程和条件。

2.2.2 钝化效果与机理：讨论不同钝化方法对镁合金的钝化效果和相应的机理，分析其优缺点及适用范围。

3.结论：3.1 镁合金微弧氧化与钝化的优势：总结镁合金微弧氧化和钝化的优点和特点，如提高镁合金的耐腐蚀性、增加表面硬度等。

3.2 发展前景与应用推广：展望镁合金微弧氧化与钝化技术的发展前景，以及其在各个领域的应用推广情况。