镁合金化学转化膜的研究进展

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AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能

DOI: 10.19289/j.1004-227x.2020.23.008 AZ91D镁合金无铬化学转化膜的性能王向荣（上海市普陀区绥德路789号，上海200331）摘要：采用由钛盐、无机酸和有机酸组成的溶液，在AZ91D镁合金表面制备了无铬化学转化膜。

用附带能谱仪的扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪研究了转化膜的形貌和成分，通过极化曲线和盐雾试验评定转化膜的耐蚀性，采用划格试验检测转化膜的结合力，考察了不同pH的化学转化溶液在0 °C和40 °C条件下的稳定性。

结果表明，所得到的灰白色化学转化膜主要成分为铝、镁和钛，其耐蚀性和结合力良好，最佳的pH范围是5.5 ~ 6.5。

关键词：铸造镁合金；无铬化学转化膜；耐蚀性；结合力中图分类号：TG178 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2020) 23 – 1643 – 05 Properties of chromium-free conversion coating on AZ91D magnesium alloy // WANG XiangrongAbstract: A chromium-free chemical conversion coating was prepared on the surface of AZ91D magnesium alloy in a solution composed of titanium salt, inorganic acid, and organic acid. The morphology and composition of the conversion coating were studied by scanning electron microscope (SEM) with energy-dispersive spectrometer (EDS) and X-ray photoelectron microscope. The corrosion resistance of the conversion coating was evaluated by polarization curve measurement and salt spray tests. The adhesion strength of the conversion coating was examined by cross-cut test. The stability of the chemical conversion solution with different pHs at 0 °C and 40 °C was investigated. The results showed that the main elements of the gray-white chemical conversion coating are Al, Mg, and Ti. The corrosion resistance and adhesion strength of the coating are good. The optimal pH range of the chemical conversion solution is 5.5 to 6.5.Keywords: die-cast magnesium alloy; chromium-free chemical conversion coating; corrosion resistance; adhesion Author’s address: No.789 Suide Road, Putuo District, Shanghai 200331, China由于镁在地球上的含量丰富，而且镁在工程金属中最显著的特点是质量轻，还具有比强度高、比刚度高、减震性能好、抗辐射能力强等一系列优点，因此开发利用镁合金产品是当今世界发展的潮流。

镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究的开题报告

镁合金化学转化膜成膜机理及其载波改性的研究的开题报告一、选题背景和意义随着现代工业技术的发展，轻量化、高强度、耐腐蚀等性能需求日益突出，镁合金作为新型轻质材料在航空、汽车、船舶、电子等领域有着广泛的应用前景。

但是，由于镁合金表面活泼，易氧化，加之镁合金特有的晶格结构和物理化学性质，导致在镁合金的加工、表面涂装等过程中，常常会出现膜层附着不牢固、生产效率低下、耐腐蚀性差等问题。

针对镁合金表面化学转化膜的形成机理及其性能改善问题，国内外研究者已经展开了广泛的研究。

目前已经发现了阴离子转化、阳离子转化、微电弧氧化等多种化学转化方法，并且取得了一定的进展。

然而，现有的化学转化方法存在着成膜速度慢、成膜温度高、成膜均匀性差等问题，限制了这些技术的实际应用效果。

因此，本文选取镁合金的化学转化膜成膜机理及其载波改性作为研究对象，旨在探究化学转化膜成膜机理及其存在的问题，进一步寻找优化方案，提高成膜速度、降低成膜温度、提高成膜均匀性，以提高材料的实用价值。

二、研究内容和方法研究内容：基于镁合金表面化学转化膜的成膜机理及其存在问题，对化学转化膜的成膜速度、成膜温度、成膜均匀性等进行研究，并探究表面载波对成膜性能的影响。

研究方法：1.采用SEM、AFM等表征技术对样品表面形貌、成分等进行分析。

2.采用电化学测试技术对样品表面性能进行评估。

3.采用复合载波技术及其他改良方案提高化学转化膜的成膜速度、降低成膜温度、提高成膜均匀性。

三、预期研究结果1.在化学转化膜成膜机理方面，进一步探究和发现镁合金表面化学转化膜的形成机理，揭示成膜过程中表面活性位点和离子交换机制的作用。

2.在化学转化膜改性方面，通过载波改性及其他改良方法，提高化学转化膜的成膜速度、降低成膜温度、提高成膜均匀性等性能，改善镁合金在工业应用中的使用效果。

3.本研究的成果将为解决目前化学转化膜技术在工业应用中存在的问题提供新思路和方案，具有一定的理论与实用价值。

AZ系镁合金耐蚀性研究进展

ＳＯＮＧＸｉａｏｊｉｅ，ＬＩＱｕａｎ ’ ａｎ，ＬＩＵＷｅｎｊｉａｎ，ＣＨＥＮＺｈｉ
（ｃｈｓｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０２３）
镁合金腐蚀与防护研究未来的发展方向。中图分类号：ＴＧ１７
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＣｏｒｒｏｓｉｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＡＺＳｅｒｉｅｓＭａｇｎｅｓｉｕｍＡｌｌｏｙｓ
０引言
在全球气候变化深刻影响着人类生存和发展的背景下，
节能、环保是当前发展低碳经济必须考虑的因素，也是关系到人类可持续发展的重大问题。汽车作为主要的能耗主体
其腐蚀性【６］。因此研究者在ＡＺ系镁合金中添加不同的合金元素，在不同的腐蚀环境中展开了大范围的研究。
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓｓｉｏｎｆｉｌｍＡＺｓｅｒｉｅｓｍａｇｎｅｓｉｍｕａｌｌｏｙ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔ，ｐｒｏｃｅｓｓｍｅｔｈｏｄ，ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒ —

AZ31镁合金表面锡酸盐化学转化膜的研究

５～５６～０８～５０５ ℃、５７ ℃、０８ ℃，转化时间为５ｒｉ、５ｉ０ｎ３ｍｎａ
、
性能好等优点，在汽车、机械、空航天领域以及便携航式电子仪表、计算机等领域得到日益广泛的应用。但镁自身的标准电极电位只有一．７［化学、２３Ｖ１，电化学活性高，耐蚀性很差，为制约其发挥眭能优势的一个主要成
的涂装保护提供良好基底。
１试验条件及方法
试验所用材料为经轧制的Ａ３形镁合金，Ｚ１变试
样尺寸为１ｍｌｍｍｘ００ｍｘ０ｌｍｍ，选用Ｎ２ｎ３３２ａＯ・ＨＯ、Ｓ
ＮａＰ０、ＯＨ、Ｈ３ＯＯＮａＮａＰ４・２Ｏ、Ｐ４ＨＦ４２７ＮａＣＣ、３Ｏ１Ｈ２Ｈ３Ｏ、、
。
ＢＭ。１）（ｇ７相是Ｍｇ与Ａ组成的化合物相，Ａ３Ａ：ｌ在Ｚ１
镁合金组织中，相电位最负，（ｇ相电位最大，仅１３ｏＭ）ｔ（＋Ｂ电位介于二者之问，）三者的电位不同，存在电位差，
收稿１：００１— ３３期２１ — ０１
文章编号：００１１２１— ５
图１轧制态Ａ３合金显微组织Ｚ１
由图１可见，Ｚ１合金组织主要由ｏＭｇ相、Ａ３镁ｔ）（（＋）晶体和少量的点状１ＭｇＡ。相组成。由于ａ１共３３１）（，组成不同，ｒＭｇ相是以Ｍｇ为基溶有Ａ的固溶体【Ｏ（）．ｌ３一

镁合金稀土转化膜研究进展

面形成一层转化膜，这层膜不仅本身具有较好的耐蚀性
钢口
等多种金属材料所表现出的优良的防护效果，
已经引起从事镁合金表面处理的研究者们的重视。自从２０００年Ｒｕｄ等［ｄ２首先报道了对纯镁和ＷＥ３镁４合金进行稀土盐化学转化处理的结果，年来人们陆近续开展了镁合金稀土转化膜方面的研究。本工作从成
镁及其合金具有密度小、比强度高、工焊接和阻加尼性能好以及尺寸稳定、格低廉、回收利用等优价可点，机械制造、车制造、空航天、子、在汽航电军事、通讯、学仪器和计算机等领域具有广阔的应用前景。光但镁及其合金的耐蚀性能很差，潮湿大气或酸性、在中性、弱碱性溶液中都容易发生腐蚀，在很大程度上阻这碍了镁合金发挥其性能优势。因此，行适当的表面进处理以增强镁及其合金的耐蚀性能对于拓展和加快镁合金的应用具有重要意义。化学转化膜技术是镁合金表面防腐蚀处理的有效方法［。镁合金基体与转化处理溶液相接触，１］在基体表
摘要：合金稀土转化膜技术是近年来发展起来的一种环保型镁合金表面处理新技术。本工作从成膜工艺及耐蚀性能镁
评价，的组成、构及形貌，的形成及其机制，的耐蚀机理研究四个方面综述了国内外在镁合金稀土转化膜研究中膜结膜膜

镁合金黑色化学转化膜工艺研究

３８
ＭｎＯ４・Ｈ２，／Ｓ５０ｇＬ
４０７ —＿５ｌ —－０Ｏ３
涂装
与
电镀
表３正交试验结果
酴
２１年第２期０１

添加剂，／ｇＬ温度， ℃
时间，ｎｍｉ２３检测方法．
因素Ａ
１１１２２２３３３
２１年４月０１
涂
装
与
电镀
３７
镁合金黑色化学转化膜工艺研究
薛寿昌
（南中光学集团利达模具公司，河河南南阳，７０２４３８）
摘
要通过正交试验，优化得出镁合金黑色化学转化膜最佳工艺配方参数。分析了各成分对镁舍金黑色化学转
镁合金；色转化膜；黑正交试验
面改性处理，主要有阳极氧化、微弧氧化、化学镀、化学转化膜、有机涂层等。其中化学转化处理以其
为Ｍ１（Ｋ１１）Ｂ５Ｚ６Ｈ８。各合金元素的质量分数见
表１。
裹１合金元素的质量分数
合金元素质量分数，％合金元素质量分数，％
公司生产）。
２２工艺流程．
Ｚｒ
Ｃｕ
００．５
其它
０３．０
理。通过一段时间的试生产，镁合金黑色化学转化
膜处理存在的主要问题有：（）１膜层外观、着强度差。用脱脂棉可轻松附
擦去膜层；
上挂一脱脂一水洗一酸洗一水洗一化学转化膜一水洗一填充一热水洗一热风干燥一下挂一

镁合金无铬化学转化膜的研究进展

适于工业应用的镁合金表面处理技术主要包括
强度及比刚度高，尼性好，热性优良，阻导而且易于
回收利用，在汽车、电子、空航天领域有广阔的应航用前景Ｊ。镁合金能够满足家用电器、信电子器通
阳极氧化、电镀、学镀、学转化膜处理等。化学化化
ｓｓａｃｉｔｎ
一
引言
镁合金是工业应用的最轻的金属结构材料，比
２３Ｖ，．６当与其它金属接触时，发生电偶腐蚀引易
起镁的加速溶解，这些都极大地限制了镁合金的应
用』。为了扩大镁合金在工业上的应用范围，在使用前必须进行表面防腐蚀处理。
种特定溶液相接触，发生化学反应，在金属表面形成
一
化膜，层自然氧化膜不能有效地保护金属这
层附着力良好的难溶化合物层，而保护基体从
基体。的标准电极电位很负，。 Ⅷ ＝镁
ＣｏｔｎｓｏａｎｓｕｌｙａｉｇｎＭｇｅｉｍＡｌｓｏ
ＺＡｉｎ，ＨＯｎｑｕＷｕＳｉｅ，ＬａｗｉＹｈｎＦａｕＨ０ＱａｇＺＵＷａ—ｉ，ｈ— ｉＩｗＨｕ—ｅ，ＵＺａ，ＵＹ－ｎｊ
Ｖｏ．２Ｎｏ８Ｓｒａ１３．ｅｉｌＮｏ．０９２
文章编号：０１３４（０００－０００１０ —８９２１）８０３ —４

镁合金表面化学转化膜研究进展

镁合金表面化学转化膜研究进展摘要：总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钥酸转化膜的处理工艺，讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理，分析各种化学转化膜的优缺点，展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。

关键词：镁合金；化学转化膜；腐蚀防护；磷酸盐0引言镁合金具有密度小、比能量大、强度高和电磁屏蔽性能好等优点，广泛用于汽车、航天电子通信和工程结构材料等领域[1]。

但纯镁的标准电极电位非常负(-2.37 V，vs SHE)，其腐蚀电位因介质而异，一般在-1.65～+0.5V之间[2]。

大部分镁合金性质活泼，容易在各种使用环境中被腐蚀，极大地限制了镁合金的开发与应用。

适当的表面处理能够极大地改变镁合金的耐腐蚀性能，扩大镁合金的使用范围[3]。

镁合金的表面处理方法很多，如电镀或者化学镀、金属涂层、阳极氧化、化学转化膜处理、激光处理和离子注入等[4-6]。

镁性质活泼，MgO会在合金表面迅速形成，阻碍沉积金属与基底形成金属键；基底的空隙和夹杂会成为镀层空隙的来源，使得金属涂层质量欠佳：镁在普通镀液中与其他金属离子的置换反应十分强烈，导致置换层松散无力[3]。

激光处理和离子注入等制备的涂层耐蚀性能优越，但生产设备昂贵，成本过高，工件形状尺寸受到限制[2]。

阳极氧化或微弧氧化膜具有很高的硬度和良好的耐蚀性，但设备占地大，投资较大，能耗高，膜层空隙率高，难以大规模推广应用。

化学转化膜法也称为化学氧化法，是使金属工件表面与处理液发生化学反应，生成一层保护性钝化层，化学氧化法生成的氧化膜比自然形成的保护膜有更好的保护效果，是提高镁合金防蚀性能最常用、最有效的方法。

与阳极氧化处理工艺相比，化学转化膜比较薄(0.5~3.0rtm)，可用于保护涂料的基底，尤其适用于在特定环境下的防护，比如运输或储存过程中镁的防护和镁合金机械加工件表面的长期防护；而且化学转化膜工艺设备简单，投资少，处理成本低，并能够显著提高镁合金的腐蚀抗力，在镁合金表面处理中占较大比例[5-6]。

镁合金表面化学转化膜研究进展

镁合金表面化学转化膜研究进展作者：宋婷婷李旭赵旭鹏来源：《硅谷》2011年第10期摘要：综述镁及镁合金的各种化学转化方法，包括铬酸盐转化膜、磷酸，高锰酸钾转化膜、锡酸盐转化膜、稀土转化膜、钴酸盐转化膜、氟锆酸盐转化膜等。

总结镁合金防护中化学转化膜的发展趋势。

关键词：镁合金；转化膜；腐蚀中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520007－011 绪论作为地球上最轻的金属结构材料，镁及其合金具有许多优良的特性。

镁的比强度很高，密度约为铝的2/3，铁的1/4；镁还具有良好的导热、导电性、尺寸稳定性、电磁屏蔽性、机加工性能以及再循环利用的性能。

这些特性使其成为汽车工业、航空工业及电子工业中首选的结构材料。

然而，镁及其合金的耐腐蚀性能较差一定程度上限制了它的应用。

因此提高镁及镁合金的抗腐蚀性显得至关重要。

目前，提高镁及其合金的耐蚀性主要有以下几种方法：通过降低镁合金中的“危害元素”铁、镍、铜、钴等的含量；采用快速凝固技术，增加有害杂质的固溶极限，使表面的成分均匀化，从而减少局部微电偶电池的活性，同时还能形成玻璃态的氧化膜。

对镁合金进行表面涂层处理，利用涂层在基体和外界环境之间形成的屏障，抑制和缓解镁合金材料的腐蚀。

其中第三种是防止镁及镁合金最简便有效的方法。

为了确保涂层能附着良好且具有自修复能力，必须在涂层前进行预处理，使涂层和基体具有较好的附着力。

而化学转化膜是涂层前预处理的一项重要手段，可以增强镁合金表面涂层处理时的附着力。

2 盐类化学转化膜镁及镁合金的化学转化膜中以无机盐类居多，目前国内外应用的主要有铬酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、稀土金属盐转化膜、锡酸盐转化膜以及高锰酸钾转化膜，他们各自具有自己的优缺点，工业上通常根据他们的特点，选择转化膜种类。

1）铬酸盐转化膜。

进行铬酸盐处理的镁合金在表面形成可形成铬基体金属的混合氧化物膜层，可以得到白、金黄、棕和黑色的铬酸盐膜。

AZ91镁合金化学转化膜的制备及耐蚀性能的研究

ＡＺ９１镁合研究
王明，邵忠财，张庆芳，孟冬梅
阳１１０１５９；２．沈阳鼓风机集团股份有限公司，（１．沈阳理工大学环境与化学工程学院，辽宁沈
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１５９，
・
３６・
Ｊａｎ．２０１４
ＰｌａｔｉｎｇａｎｄＦｉｎｉｓｈｉｎｇ
Ｖｎ１．３６Ｎｏ．１ＳｅｒｉａｌＮｏ．２５０
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３８４９．２０１４．０１．０１０
ｍｉｎｅｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｂｙｒｅｇｕｌａｔｉｎｇｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｈｙｔｉｃａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｏｕｔｃｅｒｉｕｍｎｉ — ｔｒａｔｅ，ｐＨｖａｌｕｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：３ｍＩ／ＬＣ６Ｈ１８Ｏ２４Ｐ６，３ｇ／ＬＮａＦ，４０ｇ／ＬＨ３ＢＯ３，１５ｍＬ／ＬＨ２Ｏ２，ｐＨ４．５．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

镁合金黑色化学转化膜工艺研究

镁合金黑色化学转化膜工艺研究论文摘要：通过正交试验，优化得出镁合金黑色化学转化膜最佳工艺配方参数为：Na Cr2O 2H O150g/l;MgSO 7H O 75g/l; MnSO 5H O 75 g /l;添加剂20 g/l，操作条件：温度85—100℃时间10—20min，找出配方中各成分对镁合金黑色化学转化膜耐腐蚀性、附着强度的影响，提升了镁合金表面处理质量，为镁合金表面处理实际生产提供了参考。

论文关键词：镁合金,黑色转化膜,正交试验1、前言自20世纪90中期以来，随着能源价格的不断上涨以及可持续发展要求的提高，资源和环境已成为人类可持续发展的首要问题，新型轻型合金材料的研究越来越受到重视，镁合金凭借其优良的性能受到许多国内外专家的关注，但是，镁合金同时也存在耐腐蚀性及附着强度差、易燃、室温塑性变形困难等缺点，使得镁合金的应用受到了很大的限制，因此，需进行有效的防护处理才能发挥其优良性能。

目前，为了提高镁合金的耐腐蚀性，通常需对其进行表面改性处理，主要有阳极氧化、微弧氧化、化学镀、化学转化、有机涂层等;其中化学转化处理以其工艺简单、成本低廉被广泛采用。

我公司镁合金零件产品因技术要求，需将镁合金零件表面处理成黑色膜层，该膜层被广泛用于光学仪器消光、涂装底层及保护镁合金之用，这就要求膜层具有极好的附着强度和在大气中的耐腐蚀性，根据公司军民品生产的产品品种、规格、零件大小、数量、技术要求等情况，结合公司现有设备及生产条件，在众多的镁合金表面处理方法中，我们采用化学转化膜处理。

通过一段时间的现行生产，镁合金黑色化学转化膜处理存在的主要问题有(1)膜层外观、附着强度差;用脱脂棉可轻松擦去膜层，(2)膜层抗腐蚀性能差。

这些问题已经成了镁合金表面处理瓶颈问题，必需尽快加以解决。

特别对于我们这样的公司，光学结构件、军品结构件近年来大量使用到了镁合金材料，表面处理质量的好坏直接决定了产品质量的优劣，并且决定了产品投入成本的大小，做好镁合金表面处理生产，是降低军民品生产成本，避免损失，挽救制品的最有效途径，意义相当重大。

镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能研究_蒋永锋

•26 •【化学转化膜】镁合金表面草酸盐化学转化膜的性能研究蒋永锋*，周海涛，曾苏民（中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙 410083）摘要：给出了镁合金表面处理的工艺配方，研究了草酸盐化学转化膜的微观形貌、结合力、导电性及抗蚀性。

结果表明，转化膜由均匀细小、比较致密的颗粒构成，擦拭试验超过50次无颜色变化，试样表面的电阻率小于0.1 Ω·cm ，盐雾试验超24 h ，性能达到使用标准。

关键词：镁合金；草酸盐；转化膜；微观形貌；结合力；导电性；抗蚀性；擦拭试验中图分类号：TG178文献标志码：A文章编号：1004 – 227X (2009) 11 – 0026 – 03Performance study of oxalate chemical conversion coating on magnesium alloy surface // JIANG Yong-feng*, ZHOU Hai-tao, ZENG Su-minAbstract: The process formulation of magnesium alloy surface treatment was presented, and the micro-morphology, adhesion strength, conductivity and corrosion resistance of oxalate chemical conversion coating were studied. The results showed that the conversion coating is constituted by fine, uniform and compact grains, the wiping test exceeds 50 times with no color changes, the resistivity of sample surface is lower than 0.1 Ω·cm, and the salt spray test time is more than 24 h. The performance of conversion coating reaches application standard.Keywords: magnesium alloy; oxalate; conversion coating; micro-morphology; adhesion strength; conductivity; corrosion resistance; wiping testAuthor’s address: School of Materials and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China1 前言镁合金密度小，比强度、比刚度高，阻尼系数小，电磁屏蔽、铸造性能优良，已在汽车、航空航天、通讯电子、军事等领域广泛应用[1-8]，将成为本世纪最有发展潜力的金属材料之一。

镁合金表面化学转化膜的研究现状_李金明

镁合金的磷酸盐处理研究较早，溶液消耗快，处理工艺较难控制是其最大缺点，另外，磷酸盐转化膜的防护效果一般不及铬酸盐转化膜，在实际工业生产应用上较少使用。 1.3 锰酸盐/高锰酸盐转化膜
作为一种有广阔应用前景的无铬转化处理技术，锰
酸盐/高锰酸盐转化膜倍受人们的关注。Umehara 等[25-26] 将 AZ91D 镁合金浸入含 HF 的高锰酸盐转化液中，得到主要由锰的氧化物和镁的氟化物组成的复合转化膜层，此高锰酸盐转化膜具有与铬酸盐转化膜相当的耐蚀能力。进一步研究发现，AZ91D 镁合金在含有 HNO3、 HCl 的高锰酸盐化学转化液中得到的是由镁的氧化物和锰的氧化物组成的转化膜层，膜层厚度大于在 KMnO4 和 HF 体系中形成的膜。在此基础上，他们又研究出一种含有 Na2B4O7 和 HCl 的更稳定的高锰酸盐化学转化液。
目前，稀土转化处理是镁合金无铬转化处理中倍受关注的一种新方法，处理工艺简单、环保，可直接在镁合金表面得到性能良好的化学转化膜层，具有较好的应用前景。当前的研究工作主要集中在对含铈稀土转化膜的研究上[29-31]。有研究表明，含铈稀土转化膜在镁合金表面形成了一层结晶型的 CeO2 和不同价态的 Ce（OH）3，阻碍了 O2 的运输，从而抑制了微阴极区的去极化反应，进而减缓了金属的腐蚀。
植酸（肌醇六磷酸酯）是从粮食作物中提取的天然无毒有机磷酸化合物，它是一种少见的金属多齿螯合物。当其与金属络合时，易形成多个螯合环，且所形成的络合物稳定性极强。同时，该膜层表面富含羟基和磷酸基等有机官能团，这对提高镁合金表面涂装的附着力进而提高其耐蚀能力具有非常重要的意义。因此，镁合金表面植酸盐转化处理逐渐成为当前人们研究的热点。崔秀芳等[34]采用植酸对镁合金表面进行转化处理，其转化膜覆盖度高，成膜后自腐蚀电流密度降低 6 个数量级，显著提高了 AZ91D 镁合金的耐蚀能力。张华云等[35]分析了 pH、温度、转化时间及植酸用量对 AZ31 镁合金表面成膜及耐蚀性的影响，通过扫描电镜观察表明，镁合金基体形成的植酸转化膜并不是单分子层，最外面的一层转化膜基本上都存在龟裂现象，且裂纹的大小随转化处理的各个工艺参数的变化而发生改变；转化膜底层均匀致密，阻止了基体与介质的接触；研究表明，裂纹的存在并不影响转化膜的耐蚀性。Liu Jianrui 等[36]利用试样浸泡在 3.5% NaCl 溶液中产生 H2 的平均速率来评价转化膜的耐蚀能力，结果表明，植酸浓度为 0.5% ~ 1.0%、温度为 25 ~ 60 ℃、pH 为 3 ~ 5、时间为 30 ~ 60 min 时 AZ91D 镁合金表面植酸转化膜的耐蚀性较好。R F Zhang 等[37]借助扫描电镜、能谱分析、电化学测试法分析研究植酸浓度对转化膜的膜厚、表面形貌、表面成分、耐蚀能力的影响，结果表明， AZ91HP 镁合金在 NaOH 浓度为 10 g/L，植酸浓度为 4 g/L 的处理液中形成的转化膜较厚，膜的表面致密均匀，耐蚀能力最好。Shimakura 等[38-39]采用植酸盐复配作钝化剂和硅烷偶联剂作附着力促进剂，研究了无铬钝化，得到的植酸钝化膜的耐蚀能力接近于低铬钝化。

界面反应控制的镁合金磷酸盐转化膜

电化学法
利用电化学方法，在镁合金试样表面进行阳极氧化或阴极还原反应，生成转化膜。
工艺参数优化及影响因素
溶液浓度
表面处理
磷酸盐溶液的浓度影响转化膜的形成速度和厚度。浓度过高或过低都会影响转化膜的质量。
镁合金试样表面的预处理对转化膜的形成和质量有重要影响。例如，表面粗糙度、清洁度等都会影响转化膜的附着力和耐腐蚀性。
03
确保镁合金试样表面的清洁度和粗糙度符合要求，以提高转化
膜的附着力和耐腐蚀性。
04
界面反应对转化膜性能影响研究
界面结构变化分析
界面结构分析
通过电子显微镜、X射线衍射等技术观察转化膜与镁合金基体之间的界面结构，分析界面反应对转化膜结构的影响。
界面相组成分析
采用能谱仪等手段对界面进行化学成分分析，研究界面处各元素的分布和组成。
界面微观形貌观察
通过扫描电子显微镜等设备观察界面处的微观形貌，分析界面粗糙度、结构等对转化膜性能的影响。
力学性能变化规律探讨
硬度测试
通过硬度计对转化膜进行硬度测试，研究界面反应对转化膜硬度的影响规律。
拉伸性能测试
制备拉伸试样，对转化膜进行拉伸试验，研究界面反应对转化膜拉伸强度、延伸率等力学性能的影响。
摩擦磨损性能测试
通过摩擦磨损试验机对转化膜进行摩擦磨损性能测试，研究界面反应对转化膜耐磨性能的影响规律。
耐腐蚀性能评价
1 2 3
电化学性能测试
通过电化学工作站等设备进行腐蚀试验，研究界面反应对转化膜电化学性能的影响规律。
腐蚀形貌观察
通过扫描电子显微镜等设备观察腐蚀后转化膜的形貌，分析界面反应对转化膜耐腐蚀性能的影响。
影响界面反应的结果。

镁合金无铬化学转化膜的研究进展

Ｃｉａｈｎ）
Ａｂｓｒｃ：ｉｈｎｒａｅｉｅｐｅａｒｎｅｓｏｎｉｏｔａｔＷｔｔｅｉｃｅｓｎｐｏｌｗａｅｓｆｅｖｒｎｍｅａｒｔｃｉｎ，ｄｖｌｐｅｔｏｏｔｘｃｈｎｔｌｐｏｅｔｏｅｅｏｍｎｆｎｎ— ｏｉｐｌｕｉｎ— ｒｅｃｒｍｉｍ — ｒｅｃｎｅｓｏｃａｉｇｅｓｍｏｅａｄｍｏｅａｔｎｉｎ．Ｐｒｇｅｓｉｒｓａｃｎｏｌｔｏｆｅｈｏｕｆｅｏｖｒｉｎｏｔｎｇｔｒｎｒｔｅｔｏｏｒｓｎｅｅｒｈｏ
（ｎｉｎｅｔｎｈｍｉｌｎｉｅｒｇＳｈｏ，Ｓｅ）ｎｏｔｈｉＵｉｒｔ，ｈｎａｇ１０，ＥｖｒｍｎａａｄＣｅｃｇｅｉｃｏｌｈｎｒｇＰｌｅｎｎｖｓｙＳｅｙｎ０９ｏｌａＥｎｎａｙｃｃｅｉ１５
ｃｒｍｅｆｅｈｅｃｌｃｎｅｓｏｏｔｏｇｅｉｍｌｙｉｅｉｗｅｎｄｔｉ．ｅｈｌｇｅｆｐｏ — ｈｏ — ｒｅｃｍｉａｏｖｒｉｎｃａｉｆｒｍａｎｓｕａｌｓｒｖｅｄｉｅａｌＴｃｎｏｏｉｓｏｈｓｎｇｏ
（阳理工大学环境与化学工程学院，宁沈阳１０５）沈辽０１９摘要：随着人们环保意识的提高，开发无毒无污染的镁合金无铬转化膜也越来越得到重视。较详
细地综述了镁合金无铬化学转化膜的发展现状，要介绍了磷酸盐转化膜、酸盐一主磷高锰酸盐转化

镁合金黑色化学转化膜工艺研究

镁合金黑色化学转化膜工艺研究前言镁合金具有许多优良的性能，如良好的耐腐蚀、高比强度和良好的可塑性等。

近年来，镁合金在汽车、电子设备和航空航天等领域得到了广泛的应用。

然而，镁合金的表面易受到氧化和腐蚀的影响，因此需要进行表面处理。

其中一种常见的方式是进行化学转化，将其表面转化为致密的氧化膜，以保护其表面。

本文将探讨一种新型的工艺——镁合金黑色化学转化膜工艺。

工艺概述镁合金黑色化学转化膜工艺是一种利用化学反应，使镁合金表面形成一种黑色的转化膜的工艺。

该工艺可以改善其表面耐蚀性，并赋予其良好的观感。

该工艺的具体步骤如下：1.预处理：将镁合金表面进行脱脂、除磷和酸洗处理，以去除表面的油污和氧化物等杂质，确保表面干净。

2.转化处理：将经过预处理的镁合金表面浸入含有盐酸、硫酸、氯离子、硝酸铜和锌离子的处理液中，利用反应使镁合金表面上生成一层黑色的转化膜，然后用蒸馏水冲洗干净。

3.密封处理：将转化处理后的镁合金表面涂上一层具有密封性的有机物质，使其密封并改善其耐蚀性。

工艺优点镁合金黑色化学转化膜工艺具有以下优点：1.环保：该工艺使用的化学品少，几乎不会对环境造成影响。

2.经济：该工艺的成本相对较低，不需要采用成本高昂的涂层技术。

3.耐腐蚀性和观感：该工艺制成的镁合金表面具有致密的黑色转化膜，能很好地保护表面，并且观感良好。

工艺影响因素1.处理液配方：处理液的配方是影响该工艺的关键因素之一。

处理液中盐酸、硫酸、氯离子、硝酸铜和锌离子的浓度可以影响制备过程的速度和黑色转化膜的均匀性。

2.处理温度：处理温度影响转化膜的生成速度和质量。

较低的处理温度可能会延长转化时间。

较高的处理温度可能会导致转化膜质量下降。

3.处理时间：处理时间也是影响转化膜生成的重要因素。

过短的处理时间可能不足以使表面完全转化，而过长的处理时间则会浪费材料。

工艺缺陷与展望目前该工艺还存在一些缺陷和不足之处。

其中，制备的黑色转化膜的均匀性有待提高。

AZ91D镁合金表面锰酸盐化学转化膜的研究

ａ。
学转化工艺试验，对比两者的腐蚀结果［１５；③在－６Ａ９Ｄ合金转化膜表面及Ｑ３碳钢表面涂聚氨酯Ｚ１２５和氟一涂料进行结合力的对比试验，钢表面进行碳碳
粗化处理达到Ｓ２标准。ａ
镁合金是碱性材料，在酸性溶液中的腐蚀会出其
ＫＯ－（２Ｏ）－Ｈ值调整剂。各试样的腐蚀速Ｍｎ４ＭｎＨＰ２ｐ．率随转化膜用溶液的ｐＨ值的减小而增大，Ｈ值相ｐ近的转化膜腐蚀速率相近。采用ｐＨ值调整剂的转化工艺的５试样的耐蚀性最好，蚀速率为１５ｍ号腐．ｍ／０
Ａ９Ｄ镁合金表面锰酸盐化学转化膜的研究Ｚ１
夏兰廷，郭志丹，杨娜（太原科技大学材料科学与工程学院，太原００表面利用无铬的Ｋ０－（２Ｏ）Ｈ值调整剂转化液进行化学转化。分析了在Ｚ１Ｍｎ４ＭｎＨＰｐ
化学转化。Ａ９Ｄ镁合金在Ｋ０一（Ｐ一ＨＺ１ＭｎＭｎＨ２Ｏ）ｐ
１４．３
１３－２
４
Ｄ０Ｗ７
７５．
１Ｏ．８
值调整剂中的化学转化工艺为： ①将Ａ９Ｄ镁合金Ｚ１置于Ｋｎ４ｎＨＰ溶液中转化数分钟；向转Ｍ０Ｍ（ＥＯ）一 ② 化液中加入ｐ值调整剂将转化液调整成中碱性再Ｈ
转化数分钟，同时进行美国ＤＷ７ＮｒＭｇ化Ｏ（ａＯ一Ｆ）Ｃ
５ＫＯ－（２Ｏ）Ｈ值调整剂Ｍｎ４ＭｎＨＰｒｐ

AZ91D、AZ31两种镁合金表面锡酸盐化学转化膜的研究中期报告

AZ91D、AZ31两种镁合金表面锡酸盐化学转化膜的
研究中期报告
本研究旨在探究AZ91D和AZ31两种镁合金表面锡酸盐化学转化膜的制备及其性能。

在研究的前期，我们通过浸泡法在两种镁合金表面制备出了锡酸盐化学转化膜，并进行了表面形貌观察和成分分析。

结果显示，制备出的锡酸盐化学转化膜均具有微米级别的厚度，在扫描电子显微镜下可见多孔性结构，主要由SnO2和Mg(OH)2等化合物组成。

在研究的中期，我们进一步对两种镁合金表面的锡酸盐化学转化膜进行了性能测试。

首先，我们对其耐腐蚀性能进行了测试，结果表明锡酸盐化学转化膜能够显著提高两种镁合金的耐腐蚀性能，尤其在NaCl溶液中的耐蚀性能更为突出。

其次，我们还进行了表面硬度测试，发现锡酸盐化学转化膜能够显著提高两种镁合金表面的硬度，其中AZ91D合金的表面硬度提高了约50%。

最后，我们进行了热稳定性测试，结果显示锡酸盐化学转化膜能够在高温条件下保持较好的稳定性。

综上所述，本研究初步验证了锡酸盐化学转化膜能够显著提高两种镁合金表面的耐腐蚀性能、表面硬度和热稳定性。

然而，还需要更加深入的研究探索其制备工艺和优化方法，以期实现其在实际应用中的广泛使用。

镁合金化学转化膜的研究进展

镁合金化学转化膜的研究进展周游;姚颖悟;吴坚扎西;刘伟星【摘要】综述了国内外镁合金化学转化膜处理工艺的现状,介绍了铬酸盐、磷酸盐、锡酸盐、钼酸盐、稀土金属盐和植酸盐化学转化膜的研究进展.对以上各种转化膜性能进行了评价,并对比了各种方法的优缺点.最后提出镁合金表面化学转化膜技术未来的发展方向.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2013(035)005【总页数】4页(P15-18)【关键词】镁合金;化学转化膜;环保;耐蚀性【作者】周游;姚颖悟;吴坚扎西;刘伟星【作者单位】河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;河北工业大学化工学院电化学表面技术研究室,天津300130;西藏大学理学院,西藏拉萨850000;机械工业第三设计研究院,重庆400039【正文语种】中文【中图分类】TG174.451引言镁在地球中的含量丰富，因具有优异的性能被广泛地应用于航空航天、汽车制造和电子工业等领域，镁合金产品对环境无污染，被认为是21世纪最富有开发和应用潜力的绿色工程材料。

但镁具有高的化学活性，极易被腐蚀而影响其表面形貌和力学性能，制约了镁合金材料工业应用和推广。

在冶金控制及新型合金开发取得决定性进展之前，通过各种表面处理技术来控制镁合金的腐蚀，是当前业界重要的研究课题。

镁合金表面防护处理的方法主要有化学转化、电镀、阳极氧化、微弧氧化及有机涂层等。

化学转化法制备工艺能耗少、成本低廉、容易操作及仿形能力强，同时化学转化膜可以提高涂层的结合强度。

1 铬酸盐转化膜采用铬酸盐或铬酸为基本成分的处理液，是镁合金化学转化膜处理常用的方法。

通过表层金属的自身转化生成某些氧化物或盐类使表面得以钝化［1-2］。

美国化学品Dow公司开发的Dow7工艺采用铬酸钠和氟化镁作为主要试剂。

由于镁合金的氧化而析氢，镁合金表面的pH升高而生成一层含Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)胶状薄膜层。

膜中的Cr(Ⅵ)可溶，有缓蚀效果，腐蚀时它首先被还原为不溶性的Cr(Ⅲ)而阻止腐蚀的进一步进行。