前处理对AZ91D镁合金锰系磷化膜显微组织及耐蚀性能的影响

摘要

AZ91D镁合金表面磷化处理技术是一种简单有效的防腐手段。前处理工艺对于AZ91D镁合金锰系磷化膜的耐蚀性能具有至关重要的作用。本文系统地研究了机械前处理和化学前处理对 AZ91D镁合金锰系磷化膜显微组织和耐蚀性能的影响。研究结果表明镁合金经过不同前处理后得到的锰系磷化膜显微组织和性能不同。
　　AZ91D镁合金表面通过喷砂、砂纸打磨和抛光前处理获得不同的表面粗糙度，在相应表面粗糙度下所形成的锰系磷化膜耐蚀性能和显微形貌差异很大。通过动电位极化曲线、析氢速度测试和盐雾试验测试等方法对磷化膜耐蚀性能进行表征，研究结果表明，将基体表面粗糙度控制在1.456μm左右或0.291μm左右能得到耐蚀性能最好的磷化膜。通过扫描电子显微镜观察发现，磷化膜膜层由内层絮状膜和外层球状膜组成，内层膜厚度大约在4-6μm之间，外层膜层厚度大约在10-14μm之间。通过能谱分析和电子探针测试，发现磷化膜内层膜主要由 P、O、Mg和少量的 Mn元素组成，而外层膜主要由Mn、P、O元素组成。通过对成膜过程中开路电位的监测发现，锰系磷化膜成膜过程包括三个阶段。观察不同成膜时间下磷化膜表面形貌发现，磷化膜优先在打磨产生划痕的凸起处生成，而沟壑部分在反应开始时生成少量的磷化膜，随着浸泡时间的增加，沟壑部分也开始长膜。并由此提出不同机械前处理影响 AZ91D镁合金锰系磷化膜成膜的两个机制。
　　系统地研究硫酸、硝酸、草酸、磷酸、磷酸二氢钠前处理对镁合金磷化膜显微组织和耐蚀性能的影响，发现了磷化膜的显微组织和耐蚀性能大不一样。在扫描电子显微镜下观察，经过硫酸、硝酸、草酸酸洗之后的镁合金基体表面β相和共晶相均凸出于基体α相，而磷酸和磷酸二氢钠酸洗之后的基体表面相对比较平整，β相和共晶相并未凸出。经过酸洗前处理后制备的磷化膜表面形貌保留了酸洗后的特征，除了硫酸酸洗后制备的磷化膜表面不平外，其他酸洗前处理后制备的磷化膜表面都相对平整。通过动电位极化曲线和盐雾实验的结果分析，镁合金在pH值为1.68~1.87磷酸酸洗液、pH值为1.06~1.31硫酸酸洗液、pH值1.16~1.39为硝酸酸洗液、pH值为1.37~1.70草酸酸洗液、pH值为4.48~4.70磷酸二氢钠酸洗液中进行前处理后可以得到相应耐蚀性能最强的锰系磷化膜。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 镁及镁合金

1.3 镁合金的腐蚀行为

1.4 镁合金的腐蚀防护技术研究现状

1.5 镁合金磷酸盐转化膜

1.6 研究目的及意义

1.7 研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.2 实验所需药品及设备

2.3 化学转化膜

2.3 材料分析与测试

2.4 电化学性能测试

2.5 析氢速度测试

2.6 盐雾实验

2.7 本章小结

第3章 机械前处理对AZ91D镁合金锰系磷化膜显微组织及耐蚀性能的影响

3.1 引言

3.2 不同机械前处理镁合金基体及其磷化膜的制备

3.3 磷化膜耐蚀性能测试

3.4 形貌观察

3.5 磷化膜成分分析

3.6 镁合金锰系磷化膜的成膜机制

3.7 本章小结

第4章 化学前处理对AZ91D镁合金锰系磷化膜显微组织及耐蚀性能的影响

4.1 引言

4.2 化学前处理工艺流程

4.3 化学前处理对AZ91D镁合金及锰系磷化膜显微形貌的影响

4.4 化学前处理对AZ91D锰系磷化膜耐蚀性能的影响

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢