镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究
医用镁合金表面磷化处理及生物腐蚀性能
ＸＵ — ｉ ｇ Ｌｉｐ ｎ ，ＺＨＡＮＧ — ｉ ，ＹＡＮＧ 。 Ｅｒ ｌｎ Ｋｅ
（ ．ｎｔｕ ｆ ｅ ｔ ｉｌ， ｕ ｎ ｚｏ ｅｅｒｈ Ｉｓｔｔ ｏ ｏｆｒ ｕ ｔ ｓ Ｇ ａ ｇｈ ｕ５ ０ ５ ， １ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｗ Ｍａｅ ａｓ Ｇ ａ ｇｈ ｕ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｆＮ ｎｅｒ ｓｍｅ ｌ， ｕ ｎ ｚｏ ６ ０ ｉ ｅ Ｎ ｒ ｉ ｏ ａ １
ａｌ ｙ Ｓ ｌ ． ＥＭ ｎ ＤＳ ａ ａｙ ｉ ｒ ｖ ａｅ ｈ ｔ ｈ ｏ ｔ ｇ ｗａ ｏ ｏ ｅ ｆ ａ ｅ ｌ ｅ ｃ ｙ ｔ ｌ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ａ ｄ Ｅ ｎ ｌ ｓｓ ｅ ｅ ｌ ｄ ｔ ａ ｅ ｃ ａ ｉ ｓ ｃ ｍｐ ｓ ｄ ｏ ｋ —ｉ ｒ ｓ ｓ ｎ ｏ ｒ ｅ ｔ ｎ ｌ ｆ ｋ ａ ｉ
Ｋ ｅ ｗｏ ｄ ｍａ ｎｅ ｉ ｍ ｌｙ；ｃ ｌ ｉｍ ｏ ｐ ａ ｅ；ｂ ｏ ｃ ｒｏ ｉｎ；ｐ ｏ ｐ ａｉ ｇ ｙ ｒ ｓ： ｇ ｓｕ ａ ｏ ｌ ａｃｕ ｐｈ ｓ ｈ ｔ ｉ － ｏ ｒ ｓｏ ｈ ｓｈ ｔ ｎ
引 言
镁 及其 合 金 具 有 密 度 低 ， 比强 度 高 ， 良好 的 力
徐 丽 萍 张二 林 杨 ， ，
（． １广州 有色金 属研 究 院 新材 料 研究 所 ， 东 广 州 广 院 ， 龙江 佳木 斯 黑 １４０ ３ 中科 院金 属研究 所 ， 宁 沈 阳 ５０７； ． 辽
柯。
１０ １ ） １０ ６
５０５ ２ 佳 木斯 大学 材 料 科 学 与工 程 学 １６０； ．
Ｃ ｉａ ． ｅ ａｔ ｎ ｆＭａｅ ａｓＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｊａ ｓ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｊａ ｓ １ ４ ０ Ｃ ｉａ ｈ ｎ ；２ Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔｒ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｇｎ ｅ ｎ ，ｉｍｕ ｉ ｎｖ ｒｉ ，ｉｍｕ ｉ ０ ７， ｈｎ ； ｉ ｉ ｔ ５
镁合金论文Z61镁合金的磷化及阴极电泳
镁合金论文：AZ61镁合金的磷化及阴极电泳【中文摘要】镁合金作为优质的合金结构材料,在航空航天、汽车、电子和医疗器材等行业得到广泛应用。
但是镁的耐蚀性较差,制约了镁合金的应用。
镁合金磷酸盐转化膜具有多孔结构、附着力好,是有机涂层的有效基底。
本文采用磷化与阴极电泳涂装相结合的方法改善AZ61镁合金的表面性能。
本研究的研究方法、研究内容和结果分别叙述如下。
在国内外锌系磷化研究的基础上,选取三种不同的磷化体系。
通过对三种磷化体系所得磷化膜的厚度、耐碱性、表面形貌以及元素组成进行对比,选取适宜阴极电泳涂装的磷化膜。
采用单因素试验,分别研究磷化液中各物质对磷化成膜的影响。
研究表明：Zn(H2PO4)2的浓度对磷化膜的厚度有较大影响,浓度越大,厚度越大；NaNO3对磷化过程具有良好的促进作用；硫酸羟胺是一种良好的磷化氧化促进剂,且具有用量低的优点；NaF能够促进磷化、细化膜层。
间硝基苯磺酸钠与酒石酸添加后对磷化膜的成膜有利,但是添加的浓度与成膜状况关系较小。
采用正交设计的方法设计实验,正交表为(L9(34)),选取四种浓度对磷化过程影响较大的物质NaF、硫酸羟胺、ZnH2PO4、NaNO3作为正交试验的四个因素,物质的浓度为各因素的水平。
正交优化结果：NaF浓度为 g·L-1、硫酸羟胺的浓度为 g·L-1、ZnH2PO4的浓度为 g·L-1、NaNO3的浓度为5 g·L-1。
在上述优化物质浓度下,AZ61镁合金表面形成的磷化膜厚度适中、Δw小、均匀性好、腐蚀电流密度低、耐蚀性良好。
在以上工作的基础上,采用上述磷化条件的磷化膜进行阴极电泳涂装,得到外观(颜色、光亮度、均匀性)较好,厚度在35μm左右,硬度达到2H-3H,与基体的附着力为0级,耐蚀性较好的复合电泳涂层。
采用电涡流测厚仪测量磷化膜的厚度；利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察磷化膜的表面形貌；利用化学分析方法和能谱分析(EDS)分析磷化膜的成分组成；通过阳极极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、腐蚀失重等方法评价磷化膜的耐腐蚀性能。
磷化工艺及检验
总述磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。
磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。
磷化处理工艺应用于工业己有90多年的历史，大致可以分为三个时期:奠定磷化技术基础时期、磷化技术迅速发展时期和广泛应用时期。
云清提供技术支持磷化膜用作钢铁的防腐蚀保护膜，最早的可靠记载是英国Charles Ross于1869年获得的专利(B.P.No.3119)。
从此，磷化工艺应用于工业生产。
在近一个世纪的漫长岁月中，磷化处理技术积累了丰富的经验，有了许多重大的发现。
一战期间，磷化技术的发展中心由英国转移至美国。
1909年美国T.W.Coslet将锌、氧化锌或磷酸锌盐溶于磷酸中制成了第一个锌系磷化液。
这一研究成果大大促进了磷化工艺的发展，拓宽了磷化工艺的发展前途。
Parker防锈公司研究开发的Parco Power配制磷化液，克服T许多缺点，将磷化处理时间提高到lho 1929年Bonderizing磷化工艺将磷化时间缩短至10min, 1934年磷化处理技术在工业上取得了革命性的发展，即采用了将磷化液喷射到工件上的方法。
二战结束以后，磷化技术很少有突破性进展，只是稳步的发展和完善。
磷化广泛应用于防蚀技术，金属冷变形加工工业。
这个时期磷化处理技术重要改进主要有:低温磷化、各种控制磷化膜膜重的方法、连续钢带高速磷化。
当前，磷化技术领域的研究方向主要是围绕提高质量、减少环境污染、节省能源进行。
（二）磷化是常用的前处理技术，原理上应属于化学转换膜处理，主要应用于钢铁表面磷化，有色金属（如铝、锌）件也可应用磷化。
（三）磷化基础知识磷化原理1、磷化工件（钢铁或铝、锌件）浸入磷化液（某些酸式磷酸盐为主的溶液），在表面沉积形成一层不溶于水的结晶型磷酸盐转换膜的过程，称之为磷化。
镁合金磷酸盐转化膜制备法
镁合金磷酸盐转化膜制备法
镁合金磷酸盐转化膜（也称磷化膜）制备法由于镁合金化学处理操作简单、便宜，长期以来镁合金普遍用各种化学方法处理，但是化学转化膜层比较薄，而且质脆多孔，所以一般只作为装饰及中间防护工序。
另一种化学处理方法是磷酸盐化学处理，生产的膜叫磷化膜，其耐蚀性好，一般用作涂料底层。
发表的有关镁合金磷酸盐处理法的基础资料很少，一些专利的铁磷酸盐处理法已经证明，其生成的膜作为在普通至严重腐蚀环境中镁合金压铸件油漆底层的性能是很满意的。
磷酸盐膜内层为重铬酸盐转化膜，具有独一无二的保护性能，并可以作为最严重腐蚀环境下使用的油漆底层，工业磷酸盐处理法对镁合金的适用性变化非常大，对于特殊的用途使用者应该进行评价。
采用重金属盐，如铜或者镍盐作为促进剂的磷酸盐处理液不适合用于镁合金。
在磷酸二氢盐溶液中处理金属，尤其是镁合金，它与游离的正磷酸反应生成磷酸二氢镁。
由于这一反应发生，使得镁合金表面层处磷化液PH值增加，反应向生成不溶性二或者三取代金属磷酸盐方向进行。
当达到磷酸盐溶液积的时候，就在金属表面上结晶生成磷化膜。
磷化膜生成过程主要取决于溶液酸度和反应速度，加上促进剂可以改变反应速度。
亚硝酸盐、硝酸盐、氯酸盐、氟化物、重金属盐等均可以作为促进剂。
但是，添加这些促进剂并不是一直能提高磷化膜成长速度，一般说来都会改善膜的质量。
至今促进剂在磷化膜生成过程中的作用没有统一的看法。
磷酸盐法主要作为高纯镁合金铸件的涂漆前处理。
新型锌系磷化处理液对于压铸AZ31B镁合金磷化膜具有很好的防腐蚀效果。
试验表明磷化液PH2.8，处理温度50摄氏度，处理时间五分钟，制得的膜最厚，可以达到20微末以上。
MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究
第18卷第1期2011年2月东莞理工学院学报J OURNAL OF DONGGUAN UN I V ERSI TY OF TEC HNOLOGYVo.l 18No .1Feb .2011收稿日期:2010-12-01基金项目:广东省科技攻关项目(2009B011000002);东莞市科技重点项目(200910814005)。
作者简介:周亚民(1968 ),男,湖南衡阳人,副教授,博士,主要从事分析科学研究。
MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究周亚民 许县华 詹进国 刘世聪(东莞理工学院 化学与环境工程学院,广东东莞 523808)摘要:应用T a fel 极化曲线分析方法,对在不同磷化温度、不同磷化液p H 和不同磷化时间条件下磷化的M B6镁合金防腐性能进行了研究。
实验结果表明:磷化温度、磷化液p H 和磷化时间对M B6镁合金磷化膜防腐性能有较大影响,其最佳磷化温度为50 ,最佳p H 为3 0,最佳磷化时间为20m i n ,磷化膜可提高M B6镁合金在H ank 溶液里耐腐性能。
关键词:M B6镁合金;磷化;防腐;极化曲线中图分类号:TG178 文献标识码:A文章编号:1009-0312(2011)01-0088-05镁合金以其高比强度、比模量、优异的力学性能、良好的电磁屏蔽性和很好的回收性被称为!21世纪绿色工程材料∀[1-2]。
我国镁资源丰富,是世界原镁生产和出口大国。
但我国的镁资源利用效率和镁合金产品档次都偏低。
作为附加值高的镁合金功能性材料没有得到广泛的应用,一个重要的原因是镁合金防腐问题还没有很好地被解决。
镁是所有工业合金中具有很高化学活性的金属元素,其标准电极电位为-2 37V,在常用介质中的电位也相当低,呈现出极高的化学和电化学活性,非常容易被氧化腐蚀,腐蚀形成的膜疏松而多孔,容易积聚水汽使腐蚀加剧。
另外,镁合金与其它金属接触或者镁合金内部有第二相或杂质相时,镁合金一般作为阳极发生电化学腐蚀,在宏观上表现为全面腐蚀,缺乏自我修复和保护能力。
镁合金磷酸盐-高锰酸盐磷化最佳工艺的研究
摘要： 磷 化 温度 、 磷 化 时 间、 磷化液的 ｐ Ｈ 值是 影响 镁 合金 表 面磷 化 膜 耐蚀 性 的重要 因素 。通 过 正 交试 验
Hale Waihona Puke 和 动 电位极 化 方法考 察 了这 三个 因素 对磷化 膜 耐蚀性 的影响 。 以 自腐蚀 电流 密度 为磷 化 膜耐蚀 性 的评价 指
标， 通过 极 差法 确定 了最 佳 的磷 化 工 艺。并 通过 扫描 电镜 测 试 了最佳磷 化 工 艺条件 下所得 磷 化 膜 的表 面形
２ ０ １ ４年 １ 月
电 镀 与 环 保
第３ ４卷第 １期（ 总第 １ ９ ５期 ） ・３ ３・
化 学 转 化 膜
镁 合 金 磷 酸 盐 一 局 锰 酸 盐 磷 化 最 佳 工 艺 的 研 究
Ａ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ Ｏｐｔ ｉ ｍａ ｌ Ｐｈ ｏ ｓ ｐｈａ ｔ ｅ — Ｐｅ ｒ ｍａ ｎｇ ａ ｎａ ｔ ｅ Ｐｈ ｏ ｓ ｐｈａ ｔ ｉ ｎｇ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｍａ ｇ ｎｅ ｓ ｉ ｕ ｍ Ａｌ ｌ ｏ ｙ ｓ
张 云霞 ， 李 亚 娟
１ １ ３ ０ ０１： （ １ ． 辽 宁石 油化 工大 学 继续教 育 学院 ， 辽 宁 抚 顺
２ ． 辽 宁石 油化 工大 学 机 械 工程 学 院 ， 辽 宁 抚 顺
Ｚ ＨＡＮＧ Ｙｕ ｎ — ｘ ｉ ａ ， Ｌ Ｉ Ｙａ － ｊ ｕ ａ ｎ 。
的磷 化 膜平整 均 匀， 主要 由 Ｍｇ ， Ｏ和 Ｐ等元 素 组成 。尽 管磷 化 膜 表 面存 在 微 裂 纹 ， 但 其仍 表 现 出 良好 的 耐
蚀性 。
关键 词 ： 镁合 金 ； 磷 化工 艺 ； 正交 试 验 ；耐蚀 性
MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究
MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究
周亚民;许县华;詹进国;刘世聪
【期刊名称】《东莞理工学院学报》
【年(卷),期】2011(018)001
【摘要】应用Tafel极化曲线分析方法,对在不同磷化温度、不同磷化液pH和不同磷化时间条件下磷化的MB6镁合金防腐性能进行了研究.实验结果表明:磷化温度、磷化液pH和磷化时间对MB6镁合金磷化膜防腐性能有较大影响,其最佳磷化温度为50℃,最佳pH为3.0,最佳磷化时间为20 min,磷化膜可提高MB6镁合金在Hank溶液里耐腐性能.
【总页数】5页(P88-92)
【作者】周亚民;许县华;詹进国;刘世聪
【作者单位】东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808;东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞,523808
【正文语种】中文
【中图分类】TG178
【相关文献】
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2.AZ31镁合金钙系磷化工艺优化及磷化膜组织结构研究 [J], 陈艳琴;孙佳伟;王春
晓;郑营才;钟惠婷;李建三;李亚丽
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4.铜离子与植酸作用制备镁合金超疏水表面及耐腐蚀性能研究 [J], 陈兴
5.40Cr钢表面锌-锰系磷化膜的制备与耐腐蚀性能研究 [J], 许兵; 司晓卉; 张立祥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性
２实验结果与讨论
２．１磷化液配方的优化 在磷化液基础配方的基础上，采用正交试验优
化ＡＺ９１Ｄ镁合金的磷化液配方。将氧化锌、磷酸、 氟化钠、焦磷酸钠的质量浓度作为四个因素Ａ、Ｂ、 Ｃ、Ｄ，每个因素取三个水平，采用Ｌ９（３４）正交表进 行正交试验。采用ＡＺ９１Ｄ镁合金磷化试样在３％ ＮａＣＩ水溶液中室温浸泡２４ｈ后的腐蚀质量损失试 验结果作为评价磷化膜耐蚀性能的指标，腐蚀速率 越小越好归Ｊ。正交试验设计及结果见表ｌ。
万方数据
·８·
Ｆｅｂ．２０１１
Ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ
Ｖ０１．３３ Ｎｏ．２ Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．２１５
腐蚀，从而只表现出一个反应磷化膜性能的时间常 数（图３ｂ）。
Ｃ。
尺．
（ａ）磷化前
Ｃ。ｒ
ＡＺ９１ Ｄ镁合金基体表面，进一步放大后可看出磷化 膜呈致密的针尖状结构。
而表３所示的磷化膜的能谱分析结果则说明 磷化膜的主要成分是锌的磷酸盐。由表３可以 看出，ＡＺ９１ Ｄ镁合金经过磷化处理后，基体表面 生成的磷化膜中Ｐ、Ｏ和Ｚｎ的含量较高而Ｍｇ的 含量明显降低。这是因为ＡＺ９１Ｄ镁合金基体与 磷化液反应生成了磷酸盐，沉积在基体表面 所致。
磷化膜的耐腐蚀性能。
１．３．１浸泡试验
将磷化处理后的试样称量，其质量记为ｍ。，然
后放入室温的３％ＮａＣｌ水溶液中浸泡２４ｈ后，取出 试样并干燥后再称量，其质量记为ｍ。然后通过 ＡＺ９１Ｄ镁合金试样的质量变化来计算镁合金的腐 蚀速率。
计算公式为：口＝（ｍｏ—ｍ）／（Ｓ×ｔ）
式中：／ｔ／，。为腐蚀试验前试样的质量，ｒａｇ；ｍ为 腐蚀试验后试样的质量，ｒａｇ；Ｓ为试样的表面积， ｃｍ２；ｔ为浸泡时间，ｈ。 １．３．２电化学测试
AZ91D镁合金锌系磷化膜成膜机理和生长过程的研究
财
斟
２１年第２ ４） ００ 期（１ 卷
ＡＺ 镁 合 金 锌 系磷 化 膜 成 膜 机 理 和 生长 过 程 的研 究 ９Ｄ １
胡 伟 ， 淑 强。 李 青。 徐 ，
（． １国家仪 表功能 材料工 程技 术研究 中心 ， 重庆 ４００ ；． ０ ７０２ 重庆仪 表材 料研究 所 ， 庆 ４０ ０ ； 重 ０ ７０
镁 合金 为研究 对象 ， 磷化 膜成 膜机理 和 生长过 程 、 从 添 加 剂对磷 化膜 微 观结 构 的 影 响 、 添加 剂 对磷 化 膜 耐蚀 性 能 的影响 、 磷化 膜 的稳定 性 几 方 面做 系统 研究 。本 文主要 研究磷 化膜成 膜机 理和 生长过程 。
长 （ ～ １ ｍｉ ） 膜 层 沉 积 溶 解 平 衡 阶 段 （ ０ ｎ 以 ２ ０ ｎ 和 １ ｍｉ
（ ）尚未 明确转 化膜 的化 学 组 成 ， 的 只 确定 出单 一 １ 有 的磷酸 盐组分 ， 或者 只确定 了膜 层 的元 素组 成 ； ２ （ ）腐
蚀 机 理 及 相 关 原 理 还 未 形 成 完 整 的 系 统 理 论 。 由 于 没
磷 化 配 方 试 剂成 分 （ ／ ｇ Ｌ） 工 艺条 件
生长和 外延 而形成磷 化膜 。 关键词 ： ＡＺ １ 镁 合 金 ； 化 膜 ； 膜机 理 ； ９Ｄ 磷 成 电化 学
测 试
以 Ｑ．Ｌ 等¨ 报 道 的磷 酸盐 化学转 化膜 为研 究体 ｉ ４ 系， 采用 Ｓ Ｍ、 Ｒ Ｏ Ｐ等 分 析方 法 及检 测 手 段 ， Ｅ Ｘ Ｄ、 Ｃ 对 ＡＺ １ ９ Ｄ镁 合金 磷酸盐 化学 转 化膜 的成 膜 机 理 、 层结 膜 构 及生 长过程 进行研 究 ， 得 了有意义 的研究结 果 。 取
镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性
ZHANG Dan，XIONG Jin-ping，ZUO Yu
（ College of Materials Science and Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China）
Abstract： An optimized zinc series phosphating formula for chrome-free phosphating of magnesium alloy was gained through orthogonal test． The phosphating film showed a needle-like microstructure under scanning electron microscope． The result of EDS showed that the main composition of the film was zinc phosphate． The results of corrosion test and electrochemical measurement showed that the corrosion resistance of magnesium alloy was significantly improved by this optimal phosphating treatment． Key words： magnesium alloy； phosphating film； corrosion resistance
镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性
（ 京化 工大 学 材料科 学 与工程 学 院 ， 京 北 北 １０ ２ ） ０ ０ ９
摘 要 ：通过 正 交试 验得 到 了镁合 金无 铬 最优 锌 系磷 化 配方 ， 所得 到 的磷 化膜 在 扫描 电镜 下观 察 呈
针 尖状 结构 ， 能谱仪 分 析表 明磷 化膜 的主要 成分 为锌 的磷 酸 盐 ， 腐蚀 试验 和 电化 学测 量 结果表 明最
境 Ｊ 。磷酸 盐转 化法 是 无铬 化 学 转 化 的一 种 ， 艺 工
操作 简单 ， 本 低 廉 ， 于 批 量 生 产 。本 文 采 用 锌 成 适
系磷 化配 方 ， Ａ ９ Ｄ镁合 金表 面上 成 功制 备 了耐 在 Ｚ１ 腐蚀 性 能优 异 的磷化 膜 。
收 稿 日期 ： ０ ０Ｏ 一９ ２ １ 一８ ｌ 修 回 日期 ： ０ ０ １ —３ ２ １—０ １ 基 金 项 目 ： 京 市新 型 高 分 子 材 料 制 备 与 成 型 加 工 重 点 实 验 室 项 目（０ ０ ４ ２ 北 ２ １０ １ ）
电位负 、 氧 化 膜 疏 松 多 孔 ， 其 因而 镁 合 金 的耐 腐 蚀 性 能很 差 ， 是镁 合 金 应 用 的 最 主要 限制 。 目前 这 国内外 常用 的镁 合金 表 面 防 护 处理 方法 有 ： 学 转 化 化、 电镀 或化 学镀 、 阳极 氧 化 、 弧 氧 化 、 散 涂 层 、 微 扩
镁合金AZ31锰系磷化膜的生长过程及形成机理
核一 长 大一 分 裂 一 细 化 一 增 厚 ５ 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 ， 个
第一层是 以 Ｍｇ（Ｏ ）和 Ａ１Ｏ４ ３ ４ Ｐ ２ Ｐ 以及 Ｍｎ Ｐ ４ Ｈ Ｏ 为主 的沉积 薄膜 ；第二层则是在 相表面成 核一 长大的 Ｍｎ Ｐ ４ Ｈ Ｏ 磷
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅｇ ｏ ｎ ｒ ｃ ｓ ｎ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｈ ｓ ｈ ｔ ｌ ｏ ｇ ｅ ｉｍ ｌ ｙ ＡＺ３ ｎｔ ｅ ｍａ ｇ ｎ ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｒ ｗｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｄ ｆ ｒ ｔｏ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｏ ｐ ａｅ ｆ ｍ ｆ ａ ｐ ｉ ｍａ ｎ ｓｕ ａ ｌ ｏ ｉ ｎ ａ ｅｅ １ ｈ
第 ２ 卷第 １ ２ 期
、 ．２ ＮＯ １ ｂ１ ． ２
中 国有 色 金 属 学 报
Ｔｈ ｉ ｅ ｅＪ ｕｒ ａ ｆ ｎ ｅ ｒ ｕ ｅ ａ ｓ ｅＣｈ ｎ ｓ ｏ ｎ ｌ ｏ Ｎｏ ｆ ｒ ｏ ｓＭ ｔ ｌ
２１ ０ ２年 １ 月
Ｊ ｎ． ０ ２ ａ ２ ｌ
MB6镁合金表面磷化工艺优化及耐腐蚀性能研究
部有第二 相或 杂质相 时 ，镁 合金一 般作 为阳极发 生 电化 学腐蚀 ，在宏 观上表 现为全 面腐蚀 ，缺 乏 自我修 复和保 护能力 。要 提高镁合 金使用 性能 ，充分发 挥其优 越特性 ，就 必须解决 镁合 金腐蚀 问题 。一方面 是 从镁合 金材料 本身 着手 ，开发更具 耐 腐蚀 性 的镁 合 金 材 料 ；另一 方 面就 是 对镁 合 金 表 面进 行适 当 的处 理 。镁合 金表 面处理 的常见 方法 主要有 ：化学转 化膜处 理 、有 机涂层 或有机 镀膜 、阳极 氧化处 理 、微 弧
入材料及 器件 ，在 可降解 心血管支 架 以及 替代骨 组织 的工程 支架材料 等方 面展示 出巨大 的应用前 景 ，正
受到越来 越 多的关 注¨ ］ 目前 ，ＭＢ 镁 合金 作为 生物 医用 材料 的主要瓶 颈在 于其耐蚀 性差 ¨ 卜 。 ６ 。本 文 对 医用 Ｍ ６镁 合金 的磷化 工艺进行 了优 化 ，研究 了磷化 膜在 Ｈ ｎ Ｂ ａｋ模拟 体液 中的腐蚀 行为 。
文 献标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０ ０ １ （０ １ １ ０ ８ ０ ０ ９— ３ ２ ２ １ ）０ — ０ ８— ５
镁 合金 以其高 比强度 、比模 量 、优异 的 力学 性 能 、 良好 的电磁 屏 蔽性 和 很 好 的 回收 性 被称 为 “ ｌ ２ 世纪绿 色工程 材料 ” 】 ｊ ｌ 。我 国镁 资源 丰富 ，是世界 原镁 生产 和 出 口大 国。但我 国的镁 资 源利 用效 率 和
ＭＢ ６镁 合 金 表 面 磷 化 工 艺 优 化 及 耐 腐 蚀 性 能 研 究
AZ91D镁合金环保型钙系磷化膜的制备与耐腐蚀性能研究的开题报告
AZ91D镁合金环保型钙系磷化膜的制备与耐腐蚀性
能研究的开题报告
一、题目概述
近年来，随着环保意识的不断提升，环保型材料的需求也越来越大。
AZ91D镁合金是一种常用的轻质高强度材料，但其耐腐蚀性能不佳，影
响了其在一些领域的应用。
因此，本课题提出了制备AZ91D镁合金环保
型钙系磷化膜及其耐腐蚀性能研究的主题。
二、研究目的
本研究旨在探究制备AZ91D镁合金环保型钙系磷化膜的方法，并测试其在不同环境下的耐腐蚀性能，为提高AZ91D镁合金在工业应用中的
耐腐蚀性能提供理论依据。
三、研究内容
本研究将从以下三个方面进行：
1.磷酸化学沉积法制备AZ91D镁合金环保型钙系磷化膜；
2.利用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱仪等测试手段对其微观形貌、晶体结构、物理化学性质等进行表征；
3.测试其在不同腐蚀环境下的耐腐蚀性能及其与传统硬质阳极氧化
膜的对比。
四、研究意义
本研究将探究一种新型的环保型钙系磷化膜的制备方法，为AZ91D
镁合金在工业应用中的耐腐蚀性能提供新的解决方案。
同时，该研究也
有望为其他镁合金的腐蚀问题提供启示和参考。
五、研究进度安排
1.文献调研和理论研究 2个月；
2.实验方法优化与实验操作 1个月；
3.样品表征和性能测试 2个月；
4.结果分析与撰写论文 2个月。
六、预期成果
1.成功制备AZ91D镁合金环保型钙系磷化膜并进行表征；
2.测试其耐腐蚀性能及与传统硬质阳极氧化膜的对比；
3.提出改进方案和优化建议；
4.完成一篇高水平的论文，并有可能发表在权威学术期刊上。
镁合金无铬无氟磷化溶液及磷化方法
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟镁合金无铬无氟磷化溶液及磷化方法镁合金被誉为21 世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料，其密度小(1.8g/cm3 左右)，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，在航空领域、电子通讯领域、汽车领域等的应用越来越广泛。
但是由于镁的化学性质活泼，电极电位很低(-2.34KV)，致使镁合金的耐蚀性差，严重阻碍了它的推广和应用。
提高镁合金的耐蚀性，可以从控制合金杂质的含量、开发新的耐蚀合金、表面改性及表面涂层等方法入手，而对于大规模工业生产，采用耐蚀保护膜和涂装防护处理，是最为经济易行的方法。
目前，制备镁合金耐蚀保护膜常采用铬酸盐处理，如著名的DOW7 工艺采用铬酸钠和氟化镁，制备了具有一定耐蚀性的防护膜。
但是这种工艺生成的六价铬毒性大，严重危险环境和人类的健康。
而在无铬磷化工中，存在的主要问题有：磷化处理技术中含有大量的镍、铅、亚硝酸盐、氟等重金属及致癌物质，已经不符合国家对涂装行业的环保要求;磷化配方中成分较多(4 种以上)，影响因素复杂，与铬酸盐处理相比，膜层的耐蚀性较差，不含氟化物的耐蚀性更差。
公开号为CN101096761A 的中国专利提到了镁合金表面磷化溶液配方，含有锰、锌、氟等物质，用的是高锰酸钾和磷酸二氢锌，但是含氟化物耐蚀性也不高;公开号为CN1598055A 的中国专利提到了镁合金磷化溶液配方，其中含有腐蚀抑制剂氟化钠，氟化物的存在容易产生有害物质污染环境。
文献AZ31 镁合金磷化工艺研究(高焕方等，表面技术，2008，37(4)：37-39)在镁合金AZ31 表面制备了耐蚀膜层，但磷化配方中除了含有镍、氟、亚硝酸盐物质外，成分较多(9 种成分)，而且膜层的耐蚀性较铬酸盐处理差。
针对以上问题，山东省科学院新材料研究所崔学军，王修春，卢俊峰等研究。
镁合金表面钡基磷化处理技术研究的开题报告
镁合金表面钡基磷化处理技术研究的开题报告一、研究背景与意义随着社会科技的不断发展，材料科学技术取得了长足的进步。
镁合金是一种具有轻质、强度高、刚性好、抗腐蚀性能佳等优点的材料，广泛应用于汽车、航空航天、电子及医疗设备等领域。
然而，镁合金在使用过程中会存在一些问题，如易发生表面腐蚀、耐热性差、强度不足等，这制约了其在实际生产中的应用。
为解决上述问题，提高镁合金的性能指标，表面处理技术成为研究热点。
在众多表面处理技术中，磷化技术以其增强材料的机械性能、改善耐蚀性能、提高涂装附着力等优点受到广泛关注。
镁合金表面磷化处理，可形成一层致密的氧化物膜，改善其耐热性能和表面稳定性，提高其综合性能。
然而，单独的磷化处理无法完全解决镁合金的耐腐蚀问题，因此钡基磷化技术被提出。
钡基磷化可以在磷化过程中，将钡元素引入氧化膜中，使得氧化膜呈现网状结构，形成一层致密的界面结构，从而提高了材料的耐腐蚀能力、耐热性能和表面附着力等指标。
二、研究内容和方法本研究旨在探究钡基磷化处理对镁合金表面性能的影响，具体包括以下研究内容：1. 钡基磷化处理工艺的优化：通过调整镁合金表面预处理方式、磷化液成分及温度、时间等参数，优化钡基磷化处理工艺，提高处理效率和表面性能。
2. 钡基磷化处理后镁合金表面性能分析：采用场发射扫描电子显微镜、恒电位极化曲线法、电化学阻抗谱、硬度测试仪等多种测试手段，分析钡基磷化处理对镁合金表面性能的影响。
3. 钡基磷化处理效果的评价：通过比较钡基磷化处理前后镁合金表面的耐腐蚀性能、硬度、涂层附着力等指标，评价钡基磷化处理效果。
本研究采用实验研究法，通过设计合理的磷化处理工艺，对不同条件下所得到的样品进行表面性能分析和评价。
三、研究预期成果本研究旨在探究钡基磷化处理对镁合金表面性能的影响，具体研究预期成果包括：1. 钡基磷化处理工艺的优化方案。
2. 钡基磷化处理后镁合金表面性能分析结果。
3. 镁合金表面钡基磷化处理的效果评价。
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２．３．４对涂层耐腐蚀性能的影响 将有磷化膜和无磷化膜的镁合金样品直接进行
２４ ｈ的中性盐雾试验，发现磷化膜对镁合金基体的 耐盐雾性几乎没有任何提高，有磷化膜的样品和无 磷化膜的样品其腐蚀面积都在８０％以上。有涂层 （用２０—２５斗ｍ环氧涂层做底层，２０～２５斗ｍ丙烯酸 涂层做面层制备样品）时，经过４８ ｈ的中性盐雾试 验（见表２）发现，试样的耐盐雾性有所提高。
［Ｍ］． ｗｏｏｄｈｅａｄ．Ｆａｕｌｋｎｅｒ：ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｉｎａｓｓｏｃｉａｔｏｎ
ｗｉｔｈ Ｐｙｒｅｎｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ“ｍｉｔｅｄ，１９８６．
［编辑：段金弟］
万方数据
镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究
作者： 作者单位：
刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
兰伟， 何红林， 张丁非， 唐辉， 邱会东， 周安若， 孙建春， LAN Wei， HE Hong-lin ， ZHANG Ding-hui， TANG Hui， QIU Hui-dong， ZHOU An-ruo， SUN Jian-chun 兰伟,邱会东,周安若,孙建春,TANG Hui,QIU Hui-dong,ZHOU An-ruo,SUN Jian-chun(重庆科 技学院冶金与材料学院,重庆,400050)， 何红林,LAN Wei(重庆宗申摩托集团机车涂装部,重 庆,400052)， 张丁非,HE Hong-lin(重庆大学,重庆,400044)， 唐辉,ZHANG Ding-hui(重庆 富地化工有限公司,重庆,400050)
引证文献(6条)
1.陈亮朝.兰伟.余波.李小文.葛炳延.王第一 镁合金磷化与电泳涂装工艺研究[期刊论文]-表面技术 2006(6) 2.周勇.胡文娇.李依旋.张丹.江珊.熊金平 焦磷酸钠对镁合金表面磷化膜结构和耐蚀性的影响[期刊论文]-电镀与
清漆涂层三种涂层的涂装。
２试验结果
２．２膜的结构分析
图１是所制膜的显微照片。从图１中可以看
出，膜表面均由５～１０岬的有棱颗粒组成，晶粒大
小比较均匀。颗粒间紧密堆垛，局部有微小孔隙，在 显微镜下转化膜呈灰黑色，间隙为白色。
图ｌ所制膜的显微照片２００×
２．３膜的性能检测
２．３．１ 室内放置 将磷化膜样品在室内放置，一周内没有明显变
溶液的残留也会对膜的耐腐蚀性有极大的影响。
通过纯水洗涤，表面几乎没有气泡产生，膜层的耐
腐蚀性得到了提高。
１．２．７干燥老化
实践证明，经１２０℃以下的热风干燥老化后，
磷化膜层的力学性能和耐自然大气破坏的性能明
显提高。
１．２．８涂装
部分样品要进行涂装，包括环氧涂料涂层、丙
烯酸透明清漆涂层、环氧涂料涂层再加丙烯酸透明
镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究
兰伟１，何红林２，张丁非３，唐辉４，邱会东１，周安若１，孙建春１ （１．重庆科技学院冶金与材料学院，重庆４０００５０；２．重庆宗申摩托集团机车涂装部，重庆４０００５２；
３．重庆大学，重庆４０００４４；４．重庆富地化工有限公司，重庆４０００５０）
［摘要］ 为了有效提高镁合金表面涂层的防护能力，研制了特定的配方体系对Ａｚ３１Ｄ镁合金 基体进行磷化处理，并进行涂装和性能检测试验。结果表明，该配方体系能制备出表观均匀、细致的 磷化膜，金相显示其晶粒均匀。该磷化膜与有机涂层的结合力牢固，用划格法测定膜与环氧涂层甚至 与丙烯酸涂层的附着力均能达到１级，而没有磷化膜的金属基体与丙烯酸涂层的附着力仅能达到２ 级。通过４８ ｈ中性盐雾试验表明，有磷化膜的涂层比没有磷化膜的涂层的耐腐蚀性能有所提高。
蚀，溶液温度不宜过高，处理时间不宜过长，可在工
件轻轻搅动下处理５ ｓ。碱液清洗配方（质量分
数）与工艺如下：
氢氧化钠
１．０％一２．０％
硅酸钠
０．５％～１．０％
碳酸钠
０．５％～１．０％
０Ｐ．１０
０．１％～０．３％
处理温度 处理时间
常温
３—５ ｓ
处理方式
浸洗
１．２．３去氧化皮
采用含硫酸２％与含磷酸５％的混合酸溶液进
Ｉｎｓｔ Ｍｉｎｉｎｇ Ｍｅｔ Ｅｎｇ，１９４２，１４７：２７３．
［２］朱祖芳．有色金属的耐腐蚀性能及其应用［Ｍ］．北
京：化学工业出版社，１９９５：６ｌ一７４．
［３］金华兰，危仁杰，扬湘杰．ｚＭ５镁合金的化学表面
处理［Ｊ］．轻合金加工技术，２００４，３２（１０）：２７—３０．
［４］
Ｆｒｅｅｍａｎ Ｄ Ｂ．Ｐｈｏｓｐｈａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔａｌ Ｐｒｅ—ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１．２．１基本工艺流程
表面打磨整平＿÷水洗＿÷脱脂＿水洗＿去氧化皮
＿水洗叶表面调整—磷化处理＿纯水洗＿÷干燥老化
＿晾置３０ ｍｉｎ以上在显微镜下观察＿（部分样品）
按不同要求进行涂装一干燥成膜＿÷晾置１ ｄ＿÷性能 检测。以上所有前处理液均用１ ０００ ｍＬ烧杯盛装。
１．２．２脱脂
采用碱性化学脱脂溶液，为避免基体的过腐
镁合金磷化工艺及磷化膜性能的研究
行处理。
１．２．４表面调整
本工艺采用的表调液为胶体钛盐，浓度０．１％，
用纯水配制，浸渍时间为３０～６０ ｓ。 １．２．５磷化
研究发现，以磷酸二氢锌盐为主要成分ＨＪ，以
钼酸铵为主要促进剂的体系，通过辅助材料配方的
调整可以得到较好的膜层。综合考虑各种成分对
成膜过程和膜性能的影响，选择了比较合适的工艺
3.金华兰;危仁杰;扬湘杰 ZM5镁合金的化学表面处理[期刊论文]-轻合金加工技术 2004(10)
4.Freeman D B Phosphating and Metal Pre-treatment 1986
本文读者也读过(10条) 1. 贾春萍.王步美.JIA Chun-ping.WANG Bu-mei 镁合金磷化工艺及耐蚀性研究[期刊论文]-南京工程学院学报（自 然科学版）2009,7(4) 2. 兰伟.秦启彬.周安若.邱会东.孙建春.Lan Wei.Qin Qibin.Zhou Anruo.Qiu Huidong.Sun Jianchun 镁合金磷化 工艺及磷化后涂层的性能研究[期刊论文]-涂料工业2006,36(4) 3. 王洁.丁毅 镁合金表面的磷化处理工艺研究[会议论文]-2006 4. 王洁.丁毅.徐蔚.王玲玲.WANG Jie.DING Yi.XU Wei.WANG Ling ling AZ31镁合金表面磷化工艺研究[期刊论文 ]-表面技术2006,35(2) 5. 高焕方.赵春雪.罗天元.李聪.GAO Huan-fang.ZHAO Chun-xue.LUO Tian-yuan.LI Cong AZ31B镁合金磷化工艺研 究[期刊论文]-表面技术2008,37(4) 6. 仵海东.范培耕.曹鹏军.刘筱薇 镁合金铬磷化工艺的试验研究[会议论文]-2007 7. 仵海东.范培耕.曹鹏军.刘筱薇.WU Haidong.FAN Peigeng.CAO Pengjun.LIU Xiaowei 镁合金铬磷化工艺的试验 研究[期刊论文]-材料导报2007,21(z2) 8. 张丹.熊金平.左禹.ZHANG Dan.XIONG Jin-ping.ZUO Yu 镁合金磷化处理与磷化膜的耐蚀性[期刊论文]-电镀与 精饰2011,33(2) 9. 刘景辉.申丰.王立夫.刘建国.赵贺.LIU Jing-hui.SHEN Feng.WANG Li-fu.LIU Jian-guo.ZHAO He 镁合金表面 磷化处理的研究[期刊论文]-有色金属加工2005,34(4) 10. 武练梅.孙明仁.唐光泽.朴忠国.马新欣 AZ31镁合金酸式磷酸锰盐转化膜研究[会议论文]-2008
［收稿日期］２００５—１２—１２ ［基金项目］重庆市科委自然科学基金资助项目
（ＣｓＴＣ２００５ＢＢ４１７４）
万方数据
１试验器材与方法
１．１主要器材及型号
Ａｚ３１Ｄ镁合金，１ ０００ ｍＬ烧杯，分析天平， １０１—１型干燥箱，喷漆室，）（ＪＰ一６Ａ型金相显微镜， ＦＱＹ０２５型盐雾试验箱。
１．２试验方法
腐蚀能力； （４）磷化膜外面的有机涂层仍然是保护镁合
金基材的主体，其品种和配套性的选择决定着镁合 金产品的防腐蚀性能和其他表面性能。
［ 参考文献 ］
［１］ Ｈａｎａｗａｌｔ Ｊ Ｄ，Ｎｅｌｓｏｎ ｃ Ｅ，Ｐｅｌｏｕｂｅｔ Ｊ Ａ．ｃｏｎ．ｏｓｉｏｎ
ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｎｄ ｉｔｓ ａｌｌｏｙ［Ｊ］． Ｔｍｎｓ Ａｍ
范围，并确定较佳磷化工艺条件如下：
氧化锌
１～２ ｇ／Ｌ
磷酸
３～５ ｍＬ／Ｌ
氟化钠
Ｏ．２～０．４ ｇ／Ｌ
钼酸铵
０．２～１．０ ｇ／Ｌ
十二烷基磺酸盐
Ｏ．１～０．２ ｇ／Ｌ
酒石酸
Ｏ．１～０．５ ｇ／Ｌ
铁粉
０．１～０．３ ｇ／Ｌ
ｐＨ值
２．５～４．Ｏ
温度
２５～６０℃
处理方式
浸渍
１．２．６纯水洗
由于处理溶液是酸性而膜本身是多孔的，少量
由表１可以看出：经过磷化的基体比未经过磷 化的基体在与丙烯酸涂料涂层的结合力方面有明 显的提高；而在与环氧涂料涂层的附着力方面没有 明显的差异。而用单面刀片对环氧涂层进行剥离 试验，发现没有磷化的镁合金基体上的涂层更容易 剥离，磷化膜明显降低了涂层的可剥性，说明磷化 膜也能够增加镁合金与环氧涂层的结合力。
显的气泡产生。
２．３．３与有机涂层的结合力
Ｎｏ⑦前Ⅵ洫游∽ｏ眺潞Ⅵ浩
将有膜的和无膜的镁合金样品均分别喷涂上 环氧涂料和丙烯酸透明涂料，涂层厚度２０～２５
¨ｍ。表１为通过划格法（ＧＢ／Ｔ ９２８６—１９９８）检测 的涂层附着力结果。
表１划格法测定镁合金表面涂层的附着力
２．１过程现象
磷化开始的时候反应比较剧烈，析氢严重，１ ｍｉｎ后逐渐减慢，５ ｍｉｎ后膜层基本覆盖基材完毕， 磷化膜成微蓝的灰色。反应１２ ｍｉｎ后表面逐渐开 始长出纵向结晶颗粒，这将破坏表面的平整度和光 滑性，同时膜的灰色也逐渐加深，１ ｈ后析氢停止， 表面有明显的白色结晶颗粒。