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AZ31镁合金钙系磷化工艺优化及磷化膜组织结构研究

陈艳琴 , 孙佳伟 , 王春晓 , 郑营才 , 钟惠婷 , 李建三 , 李亚丽

电镀与涂饰

利用正交试验法优选出适用于AZ31镁合金材料的最佳钙系磷化工艺配方及工艺,即NaH2PO4·2H2O 40 g/L,Ca2+ 40 g/L,六次甲基四胺1 g/L,有机配体D 15g/L,pH 3.0,温度30℃.扫描电镜观察发现,镁合金表面钙系磷化膜均匀致密,无明显缺陷,呈花瓣状结晶生长.X射线衍射结果表明,膜层的主要成分为CaHPO4·2H2O.

关键词: 镁合金 , 磷酸盐转化膜 , 正交试验 , 组织结构

镁合金AZ91D无铬磷化膜的形貌及其耐蚀性能

崔学军 , 刘春海 , 杨瑞嵩 , 林修洲 , 龚敏

腐蚀与防护

以磷酸盐、植酸为主要成分,通过化学沉积的方法在镁合金AZ91D表面获得了无铬磷化膜。经SEM分析表明,膜层存在均匀微裂纹,膜厚为6～10μm;中性盐雾试验,磷化样品72h未见腐蚀现象;电化学极化曲线测试,磷化后镁合金的Ecorr比未处理的正移150mV,Jcorr降低了3个数量级,分析结果进一步证实,磷化膜有效地提高了镁合金AZ91D的耐蚀性能。

关键词: 镁合金 , 磷酸盐转化膜 , 植酸 , 无铬膜

工艺参数对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响

崔学军 , 刘春海 , 李明田 , 林修洲 , 刘元洪

中国腐蚀与防护学报

以磷酸二氢锰和无氟添加剂为主要成分，通过化学沉积的方法在AZ31镁合金表面获得了均匀且无氟、无镍和无铬的磷化膜。采用硫酸铜点蚀测试、扫描电镜及电化学极化曲线表征手段，详细地研究了成膜温度、游离酸及酸比工艺对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响。结果表明：在成膜温度95℃，游离酸FA4-5，酸比TA／FA15-20的条件下，可获得晶粒〈20μm的致密磷化膜，耐CuS04点蚀时间〉5min。磷化AZ31镁合金的自腐蚀电位比未处理基体正移110mV，自腐蚀电流密度降低3个数量级。成膜温度〈75℃时，不能得到完整的磷化膜；成膜温度≥75℃时，随着成膜温度的升高，磷化膜颗粒得到细化，膜层更加致密，进而有效地抑制AZ31镁合金的阳极溶解和阴极析氢，提高了耐蚀性能。但升高成膜温度，加速磷酸盐的水解，容易产生大量的磷化渣，而游离酸的控制，能够有效减少磷化渣的产生，降低生产成本，提高膜层质量。

关键词: 镁合金 , 磷酸盐转化膜 , 无铬 , 成膜温度 , 游离酸

镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程及形成机理

崔学军 , 周吉学 , 林修洲 , 罗宏 , 龚敏

中国有色金属学报

以磷酸二氢锰的盐溶液为研究体系,采用SEM和EDS和电化学分析手段,研究镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程和形成机理.结果表明:磷化膜的生长过程分为5个阶段:基体溶解-成核阶段(0～130 s)、基体和磷化膜溶解阶段(130～630 s)、磷化膜快速生长阶段(630～1300 s)、磷化膜稳态生长阶段(1300～2000 s)和磷化终止阶段(2000 s以后).磷酸盐晶核在镁合金AZ31浸入溶液的初始阶段一次形成,并优先在β相表面经过成核—长大—分裂—细化—增厚5个过程,沿表面方向生长和外延,最终形成致密的磷化膜.并且,磷化膜有两层,第一层是以Mg3(PO4)2和AlPO4以及MnHPO4为主的沉积薄膜;第二层则是在β相表面成核—长大的MnHPO4磷化膜.

关键词: 镁合金 , 磷酸盐转化膜 , 形成机理 , 电化学过程

工艺参数对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响

崔学军 , 刘春海 , 李明田 , 林修洲 , 刘元洪

中国腐蚀与防护学报

以磷酸二氢锰和无氟添加剂为主要成分，通过化学沉积的方法在AZ31镁合金表面获得了均匀且无氟、无镍和无铬的磷化膜。采用硫酸铜点蚀测试、扫描电镜及电化学极化曲线表征手段，详细地研究了成膜温度、游离酸及酸比工艺对AZ31镁合金磷化膜耐蚀性能及表面形貌的影响。结果表明：在成膜温度95℃，游离酸FA4-5，酸比TA／FA15-20的条件下，可获得晶粒〈20μm的致密磷化膜，耐CuS04点蚀时间〉5min。磷化AZ31镁合金的自腐蚀电位比未处理基体正移110mV，自腐蚀电流密度降低3个数量级。成膜温度〈75℃时，不能得到完整的磷化膜；成膜温度≥75℃时，随着成膜温度的升高，磷化膜颗粒得到细化，膜层更加致密，进而有效地抑制AZ31镁合金的阳极溶解和阴极析氢，提高了耐蚀性能。但升高成膜温度，加速磷酸盐的水解，容易产生大量的磷化渣，而游离酸的控制，能够有效减少磷化渣的产生，降低生产成本，提高膜层质量。

关键词: 镁合金 , 磷酸盐转化膜 , 无铬 , 成膜温度 , 游离酸

AZ91D镁合金磷酸盐转化膜的制备及性能

高阳 , 代明江 , 向兴华 , 韦春贝 , 侯惠君

电镀与涂饰

提出了一种压铸镁合金AZ91D表面磷酸盐化学转化工艺,其配方及操作条件为:磷酸8mL/L,氧化锌3 g/L,酒石酸3 g/L,氨水4 g/L,硝酸钠3 g/L,氟化钠1 g/L,温度25～30℃,时间5min.研究了该无铬转化膜的表面和截面形貌,化学成分,物相组成,结合力,孔隙率和耐蚀性.结果表明:磷酸盐转化膜主要由Mg、Zn、Al12Mg17和Zn3(PO4)2·4H2O组成,结合力均＞8分,孔隙率由封孔前的27.91%降为封孔后的6.98%,耐中性盐雾时间均可达到24 h.电化学实验结果显示,转化膜的腐蚀电位比基体提高了64 mV,封孔处理后腐蚀电位提高了122 mV,腐蚀电流密度均降低了两个数量级.

关键词: 镁合金 , 磷酸盐转化膜 , 封孔处理 , 耐蚀性 , 电化学

镁合金AZ31表面无铬磷酸盐转化膜的制备、结构及性能

崔学军 , 周吉学 , 王修春

中国腐蚀与防护学报

用化学沉积的方法在镁合金AZ31表面获得了无铬、无氟和无亚硝酸盐的环保型化学转化膜。 SEM，\linebreak EDS及XRD分析表明，以磷酸盐和无氟添加剂为主要成分，在镁合金AZ31表面获得了致密、均匀和无网状裂纹的磷化膜。磷化膜厚度为12 μm~15 μm，主要物相为MnHPO₄•2.25H₂O， 主要元素成分为O，Mg，P，Mn和Al。磷化后的镁合金AZ31通过中性盐雾测试(NSS)，72 h后未见腐蚀现象，浸涂氨基烘漆后的NSS测试达到204 h未见明显腐蚀，结果表明磷化膜具有良好的耐蚀性能。电化学极化曲线测试结果显示， 磷化后镁合金AZ31的E_corr比未处理的正移111 mV，I_corr至少降低了三个数量级，磷化膜通过抑制阳极溶解和阴极析氢过程，有效地提高了镁合金AZ31的耐蚀性能。

关键词: 镁合金 , phosphate film , friend environment , corrosion resistance

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