鎂陽極氧化膜層微觀結構和防護性能的比較研究
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2013-04-11
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鎂及鎂合金的表面防護處理對增強其耐蝕性進而擴大其應用領域有著重要的現(xiàn)實意義。陽極氧化是鎂最常用的一種表面防護處理方法。鎂陽極氧化電解液是決定陽極氧化膜層防護性能的決定性因素之一借助電化學測試技術及全浸腐蝕實驗方法,作者已經(jīng)對近期成功開發(fā)的以綠色環(huán)保型電解液配方為基礎的新陽極氧化工藝的成膜效果與經(jīng)典工藝Dowl7和HAE進行了比較,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。為對不同工藝條件下形成的陽極氧化膜層有更加全面、深入的了解,本文對不同工藝所得膜層的微觀結構及其綜合防護性能(包括耐鹽霧腐蝕性能、耐磨性能及與基體金屬的結合力)進行了比較研究.
所用實驗材料為壓鑄鎂合金AZ91D,其主要化學成分為(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,自來水漂洗、丙酮擦洗后進行陽極氧化處理.陽極氧化用電源為國產(chǎn)WYK直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源,所用電解池結構如圖1所示.為保證陽極氧化過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,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)上開孔.陽極氧化結束后試樣用自來水、蒸餾水先后漂洗,熱風吹干后置于干燥器待測。介質為5%NaC1溶液,試樣測試面與垂直方向所成角度為20,除測試面外試樣其它各面用膠帶及環(huán)氧樹脂密封保護。以上實驗所用電解質全為分析純試劑,電解液以蒸餾水配制.
膜層耐磨性能測試采用滑動磨損實驗,所用設各為英國產(chǎn)Klaxon EM5CBI-W3磨損儀。膜層與基體金屬結合力評估采用的是劃格實驗和膠帶實驗相結合的方法.即在l Omm X 10mm的陽極氧化膜上,以1mm為間距,用鋒利的刀刃劃出大小均勻的100個小方格(劃痕深度控制在保證膜下基體金屬暴露),統(tǒng)計膜脫落的小方格的個數(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合,之后立即用一垂直膜面的力將膠帶揭起,并再次統(tǒng)計膜脫落的小方格的個數(shù)n2.評級方法如下:采用百分制,膜結合力分數(shù)G=100-(n1+n2).
膜厚測量采用國產(chǎn)DWH-A2無損渦流測厚儀。陽極氧化膜表面和截面微觀形貌采用XL-30FEG掃描電子顯微鏡進行觀察。