2010-09-28來源:中國涂裝瀏覽量:
1電鍍和化學鍍技術 鎂合金表面鍍鎳技術分為電鍍和化學鍍2種。由于鎂合金化學活性高,在酸性溶液中易被腐蝕,因此鎂合金電沉積技術與鋁合金電沉積技術有著顯著的差異。目前,鎂合金電鍍工藝技術有2種工藝:浸
【建材網】1電鍍和化學鍍技術
鎂合金表面鍍鎳技術分為電鍍和化學鍍2種。由于鎂合金化學活性高,在酸性溶液中易被腐蝕,因此鎂合金電沉積技術與鋁合金電沉積技術有著顯著的差異。目前,鎂合金電鍍工藝技術有2種工藝:浸鋅-電鍍工藝和直接化學鍍鎳工藝。為了防止鎂合金基體在酸性溶液中被過度腐蝕,需要在前處理溶液中添加F-(F-與電離生成的Mg2+形成MgF2沉淀,吸附在鎂合金基體表面可以防止基體過度腐蝕。
近年來,科研工作者對鎂合金鍍液體系進行了大量研究,改良了水性電鍍溶液體系,并取得了一定的進展。A.Bakkar等改良了原有水性電鍍溶液體系,用氯化膽堿、硫脲、氯化鋅及少量的水組成離子液,以WE43鎂合金為基材,研究了脈沖電流與常規電流對鍍層性能的影響。與常規電流制備的鍍層相比,脈沖電流制備的電鍍層更致密,與基體結合力更好,能更有效地提高鎂合金基體的耐蝕性能。實驗發現鎂合金基體在離子液中未被腐蝕。J.Zhang等研究了AZ31B鎂合金在AlCl3-NaCl-KCl-MnCl2融鹽體系中的電鍍行為。實驗表明,無表面保護涂層的AZ31B鎂合金基體在該融鹽體系中會發生嚴重的腐蝕;若在AZ31B鎂合金表面預先電鍍一層與基體結合良好的金屬鋅,則鎂合金基體在該融鹽體系中不會被腐蝕,電化學測試表明其耐蝕性大大提高。
鎂合金表面化學鍍Ni-P合金是一種很成熟的工藝。通常化學鍍方法制備的Ni-P合金層是非晶態的,這層致密的非晶態Ni-P合金層可以有效地防止鎂合金基體被腐蝕。結合使用化學鍍鎳技術和滾鍍技術可以在AZ91D鎂合金基體上形成一層晶態的Ni-P合金層。測試表明,該晶態Ni-P合金層中晶體顆粒細小,鍍層致密,耐蝕性能也優于傳統的非晶態Ni-P合金層。
2化學氧化技術
鎂合金化學氧化處理是指用氧化劑在鎂合金表面生成一層薄且致密的氧化膜。覆蓋在基體表面的氧化膜比自然形成的氧化鎂層更致密,因此,該氧化膜能有效提高鎂合金的耐蝕性能,同時,還能作為鎂合金涂裝的底層,增大涂層的結合力。
鉻酸鹽處理雖然具有良好的效果,但是鉻酸鹽對環境污染大,對人體毒性高。在不久的將來,鉻酸鹽處理工藝將會被環保、無毒的處理方法如鉬酸鹽、高錳酸鹽和P-Ca復合磷酸鹽等處理工藝取代。L.Yang等先用鉬酸鹽氧化法在Mg-8Li合金表面生成一層致密、均勻的氧化膜,然后再用傳統的化學鍍鎳法制備一層結合力好的Ni-P合金層,使基體獲得了良好的耐蝕性能。磷酸鹽-高錳酸鹽處理是一種環保、低成本的化學氧化法,但是該方法有較為明顯的缺陷:在用該法處理含鋁的鎂合金時,氧化反應會優先發生于β-Mg17Al12相,因而不能在整個鎂合金基體表面生成均勻、覆蓋度高的氧化膜層,這在一定程序上影響了其提高鎂合金基體耐蝕性的效果。
衛中領等研究開發了一種新型的P-Ca復合磷酸鹽處理工藝,它能在鎂合金表面形成含有Mg、Al、Ca等元素的復合磷酸鹽保護膜。該膜層與基體金屬結合牢固,具有類似于鉻酸鹽膜層的耐蝕性能。該工藝對環境的污染小,對人體毒性小,可有效取代鉻酸鹽處理工藝,目前已實現了工業化應用。
鎂合金化學氧化處理工藝成本低于電鍍和化學鍍工藝,因此具有較高的應用潛力。但是化學氧化膜的表層膜電阻較高,導電性差,這也限制了其在電子產品領域的應用。在電子產品制造領域,新型的能制備低電阻、高耐蝕性膜層的化學氧化處理技術是未來的研究熱點。
3等離子電解氧化技術
等離子電解氧化(PlasmaElectrolyticOxidation,PEO)是一種在高電壓、大電流密度條件下對金屬材料進行表面處理的技術,較終在材料表面生成一層具有三層膜結構的陶瓷質氧化膜層。該氧化膜層的較外層結構疏松,里層結構均勻、致密,與基體結合良好。在等離子電解氧化處理過程中,不同時期的鎂合金表面膜層的特性及反應特點均有不同:在放電反應初期,膜層為一層很薄的均勻、致密膜層,此時,基體/電解液界面的活性提高,電解氧化反應加速,膜層厚度快速增大,表面變得粗糙;放電反應末期,反應局限在部分活性較高的區域。
等離子電解氧化膜層的結構及性能與基體的成分密切相關。同一基體的不同區域上生成的氧化膜層的孔隙大小也有顯著的差異,這可能是由于α、β相中鋁含量不同所致。另外,不同的合金成分也會導致表面生成的電解氧化膜層耐蝕性有明顯的差異。在堿性磷酸鹽電解液中,AZ91鎂合金上制備的等離子電解氧化膜更致密,其耐蝕性優于在WE43鎂合金上制備的等離子電解氧化膜層的耐蝕性。