镁合金磷酸盐转化处理工艺研究

论文摘要

镁金属含量丰富,具有独特的性能,被誉为21世纪“绿色金属”。而镁金属密度小,比强度和比刚度高,且具有良好的加工性能。因此在汽车、电子及航天等领域得到广泛的应用。但镁合金化学电位低,在许多介质环境中易受到腐蚀,阻碍了镁合金的应用发展。因此国内外专家探求镁合金表面处理方法以提高耐蚀性。化学转化处理方法以其成本低而被广泛应用。传统的化学处理方法存在着一些问题,难以符合或满足实际工程的需要。本研究以磷酸盐转化处理方法为基础,通过对磷酸盐处理液对镁合金表面影响的研究分析,制定出特殊的镁合金转化处理液工艺方法。采用正交试验法对镁合金转化处理液成分进行优化,找到能获得良好耐蚀性能的处理液配比。并且在此配比下通过外加磁场作用于转化处理过程作为对比,探索寻求能提高镁合金耐蚀性的转化处理工艺。利用SEM、AFM、XRD和电化学工作站等仪器,研究AZ31镁合金转化膜的表面形貌、结构及耐蚀性。研究结果表明,影响镁合金转化膜耐蚀性的工艺配方依次为H3P04、MnC03、K2HP04、Zn(N03)2；当外加垂直于镁合金磁感应强度为0.5T的磁场情况下能显著促进AZ31镁合金转化膜的形成,转化膜主要由晶态Zn3(P04)2·4H20与A1P04和非晶态Mn化合物组成,外加磁场作用于磷化过程能获得高耐蚀性的致密转化膜。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 镁及镁合金的概括
• 1.1.1 国外镁合金发展现况
• 1.1.2 国内镁合金发展现状
• 1.2 镁及镁合金的特性
• 1.3 镁合金的腐蚀机理
• 1.4 镁合金的腐蚀形式
• 1.4.1 点蚀
• 1.4.2 电偶腐蚀
• 1.4.3 应力腐蚀开裂
• 1.4.4 高温腐蚀
• 1.5 镁合金的表面改性
• 1.5.1 离子注入技术
• 1.5.2 激光处理技术
• 1.5.3 物理气相沉积技术（PVD）
• 1.5.4 化学气相沉积技术（CVD）
• 1.6 镁合金的表面转化技术
• 1.6.1 阳极氧化
• 1.6.2 金属涂层
• 1.6.3 镁合金化学转化处理方法
• 1.7 课题研究方法、目的及意义和研究内容
• 1.7.1 研究方法、目的及意义
• 1.7.2 研究内容
• 第2章 实验处理及研究方法
• 2.1 转化处理工作流程
• 2.2 实验装置及仪器
• 2.3 转化膜的研究方法
• 2.3.1 转化膜形貌分析
• 2.3.2 转化膜结构分析
• 2.3.3 转化膜耐蚀性分析
• 第3章 AZ31镁合金磷酸盐转化处理工艺研究
• 3.1 实验材料的选择
• 3.2 实验工艺的研究
• 3.2.1 工艺处理液的研究
• 3.2.2 正交试验法
• 3.3 表面转化膜形貌的研究
• 3.3.1 转化膜的二维形貌研究
• 3.3.2 转化膜的三维形貌研究
• 3.4 转化膜结构分析
• 3.5 转化膜耐蚀性研究
• 3.6 本章小结
• 第4章 外加磁场作用下AZ31镁合金转化膜研究
• 4.1 转化处理工艺与方法的研究
• 4.2 表面转化膜形貌的研究
• 4.2.1 转化膜的二维形貌研究
• 4.2.2 转化膜的三维形貌研究
• 4.3 转化膜结构分析
• 4.4 转化膜耐蚀性研究
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢