鎂陽(yáng)極氧化膜層微觀結(jié)構(gòu)和防護(hù)性能的比較研究
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2013-04-11
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鎂及鎂合金的表面防護(hù)處理對(duì)增強(qiáng)其耐蝕性進(jìn)而擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。陽(yáng)極氧化是鎂最常用的一種表面防護(hù)處理方法。鎂陽(yáng)極氧化電解液是決定陽(yáng)極氧化膜層防護(hù)性能的決定性因素之一借助電化學(xué)測(cè)試技術(shù)及全浸腐蝕實(shí)驗(yàn)方法,作者已經(jīng)對(duì)近期成功開(kāi)發(fā)的以綠色環(huán)保型電解液配方為基礎(chǔ)的新陽(yáng)極氧化工藝的成膜效果與經(jīng)典工藝Dowl7和HAE進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)新工藝能使材料的耐蝕性能得到較大程度的提高。為對(duì)不同工藝條件下形成的陽(yáng)極氧化膜層有更加全面、深入的了解,本文對(duì)不同工藝所得膜層的微觀結(jié)構(gòu)及其綜合防護(hù)性能(包括耐鹽霧腐蝕性能、耐磨性能及與基體金屬的結(jié)合力)進(jìn)行了比較研究.
所用實(shí)驗(yàn)材料為壓鑄鎂合金AZ91D,其主要化學(xué)成分為(in wt%): A18. 5-9.5, ZnO. 50-0. 90, MnO. 17-0.27, Mg余量.尺寸為50mm X 25mm X 5mm的試樣經(jīng)150'"`1000.水磨砂紙依次打磨,自來(lái)水漂洗、丙酮擦洗后進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理.陽(yáng)極氧化用電源為國(guó)產(chǎn)WYK直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源,所用電解池結(jié)構(gòu)如圖1所示.為保證陽(yáng)極氧化過(guò)程中電流分布較為均勻,采用直徑12c:的不銹鋼環(huán)作陰極。同時(shí),為保證電解液中各組分充分混合,電解池中安裝有攪拌器并在陰極環(huán)上開(kāi)孔.陽(yáng)極氧化結(jié)束后試樣用自來(lái)水、蒸餾水先后漂洗,熱風(fēng)吹干后置于干燥器待測(cè)。介質(zhì)為5%NaC1溶液,試樣測(cè)試面與垂直方向所成角度為20,除測(cè)試面外試樣其它各面用膠帶及環(huán)氧樹(shù)脂密封保護(hù)。以上實(shí)驗(yàn)所用電解質(zhì)全為分析純?cè)噭?,電解液以蒸餾水配制.
膜層耐磨性能測(cè)試采用滑動(dòng)磨損實(shí)驗(yàn),所用設(shè)各為英國(guó)產(chǎn)Klaxon EM5CBI-W3磨損儀。膜層與基體金屬結(jié)合力評(píng)估采用的是劃格實(shí)驗(yàn)和膠帶實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法.即在l Omm X 10mm的陽(yáng)極氧化膜上,以1mm為間距,用鋒利的刀刃劃出大小均勻的100個(gè)小方格(劃痕深度控制在保證膜下基體金屬暴露),統(tǒng)計(jì)膜脫落的小方格的個(gè)數(shù)nl后,在膜上的劃格區(qū)域貼上寬度為24mm的透明膠帶,并用重為1500g的鋼塊推軋5次以保證膠帶與膜之間緊密結(jié)合,之后立即用一垂直膜面的力將膠帶揭起,并再次統(tǒng)計(jì)膜脫落的小方格的個(gè)數(shù)n2.評(píng)級(jí)方法如下:采用百分制,膜結(jié)合力分?jǐn)?shù)G=100-(n1+n2).
膜厚測(cè)量采用國(guó)產(chǎn)DWH-A2無(wú)損渦流測(cè)厚儀。陽(yáng)極氧化膜表面和截面微觀形貌采用XL-30FEG掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察。