镁合金表面防腐层的研究现状
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
镁合 金表面防腐层的研究现状
２ ０ １ ３ 年・ 第１ 期
镁 合金 表 面 防腐 层 的研 究 现状
张立君 ， 黄 文涛 ，王秀玲 ，陈 刚
（ 中国兵器科学研究 院宁波分 院 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ １ ０ ３ ）
摘要 ：本 文综述 了镁合金 防腐层 的研 究现状 ，介绍 了包括金属及其合金涂层 、陶瓷涂层 、化 学转化膜以及有机 膜在 内 的四种典型表 面防护层特点和研 究应用现状 ，并展望镁合金表 面防腐层 的发展 前景。
手 ，达到改善 提高镁合 金 自身的耐蚀 性能的 目的；２ ）从腐
镁 合金表面热喷涂铝 的研究 ，结果表 明 ，喷铝层 比较致密 ， 与基体 结合 良好 ，且镁合金 的耐蚀性能也有所提 高。 倪宏 昕 ，夏 晓雷等人在镁合金 ＡＺ ９ １ Ｄ镁合金表面热 喷
涂 纯度 大于 ９ ９ ． ５ 的铝和锌 ，喷 涂处理 后进行 封孔 ，结果 表 明涂层 与基体结合 良好涂层组织细密［ ６ ］ 。
关 键 词 ：镁 合 金 ；Βιβλιοθήκη Baidu防腐 蚀 ；金 属 涂层 ；陶瓷 涂 层 ；化 学转 化 膜 ；有 机 膜 中 图分 类 号 ：ＴＧ１ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 前 言
镁合金具有较低 的密度 ，较 高的 比强 度 和 比刚度 以及
良好 的导 电和导热 性能 ，并 被广泛 应用 于汽 车 、电子 、通 讯和军工等领域 ，是一种非常理想 的结构材料 ＿ １ 。 ］ 。
可以分 为金属及其 合金 涂层 、陶瓷层 、化学 转化 膜 以及 有 机涂层等等 。为了最 大 限度 地提 高涂 层 的耐蚀 性 ，越 来越
多的科研 工作 者 ，通过优化 组合单 一涂层制 备 出防腐 性能
较好 的复合涂层 。
１ ． １金 属 及 其 合 金 复 合 涂 层
目前 ，根据金属及 其合金 涂层 的制备 方法 不 同，用 于
凝 Ａ ｌ 一１ ２ ｓ ｉ 一３ Ｆ ｅ 一 ３ Ｍｎ一 ２ Ｎｉ 合 金 粉末 涂 层 。 卜恒 勇 ， 卢晨口 ０ ｊ 使用冷喷涂 方法 在铸 态 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金 基体 上 沉积 了纯 Ａ ｌ 涂层 ，所得涂层组织致密 ，厚 度均匀 ，与基 体结合 良好 ，孔隙率小 于 １ 。随后用机 械减薄 的方法使 Ａｌ 涂层 的厚度减薄 到 １ ３ ５ ￣ ｍ，对减 薄后 的试样 在 真空加 热炉 中分 别进行 了 ４ ０ ０ ℃ ×２ ０ ｈ和 ４ ０ ０ ℃ ×４ ０ ｈ的热 处理 。结 果显 示
随着保温时 间的延长 ，Ａ１ 涂层全 部转化为较 高硬度 和较好
耐蚀性 的 Ｍｇ Ａ１ ｔ ｚ 相和 Ａ１ 。 Ｍｇ ２ 相 金属间化合物 ，其整体厚 度达到 ２ ６ ３ ￣ ｍ，远超 过热处理前 Ａｌ 涂层的厚度 。
化和改性 ，获得具有某 种功 能表面 的一种应 用性很 强 的材
料表层复合技术 。
能 ，结果表 明基 体镁 合金在浸泡 ５ ｈ以后腐蚀很严重 ，出现
大 面积 的锈斑 和点蚀 坑 ，而在纯铝层和 Ｃ ｒ Ｎ ｉ Ａ Ｉ 防护下 的基
体合金分别在 １ ５ ｈ和 ２ ０ ｈ后才 出现少量 的锈 斑 ，腐蚀 情况
不严重 。
为 了提 高 ＡＺ ９ １ Ｄ镁合金 的耐腐蚀 性能 和表面硬度 ，曲
王洪涛 ＿ ７ 等人 电弧喷涂的方法研究 了基体 ＡＺ ９ １ Ｄ镁合
金 、基体 ＋表面 纯 铝层 和基 体 ＋Ｃ ｒ Ｎｉ Ａ１ 涂 层下 的耐 蚀性
蚀介 质和镁合金基体 隔离防护 人手 ，通过 不 同的表 面处理 工艺 ，在镁合 金表面形成 耐蚀性 能较好 的隔 离层 ，从 而达 到提 高镁合金 耐蚀 性能 的 目的。其 中隔离 防护 已经成 为镁 合 金表面防腐研究工作 的重点方 向之一 ，越 来越 多 的新型 涂层 被广 泛应 用于镁合金防腐工作中 。
随着不同环境对镁合金 构件使 用性 能特别是 耐腐 蚀性 能要求越来越高 ，但是 由于镁 的化学性 质 十分活 泼 ，表 面 极易形成疏松 的氧化 镁 ，对基体 保护 能力差 ，因此镁 合金 表面防腐蚀问题亟待解 决 。解决镁 合金 耐蚀性 问题 的主要 技术 途径 有以下两点 ，１ ）从提高合金 的纯净 度，优化设计 合金成分 ，开发 新 型耐蚀 镁 合 金 ，以减 少 活性 阴极 面 积 ， 增加 阴极 极化程度 ，阻止 阴极极化 的过程 的进行 等方 面人
镁合金表 面防腐 的金属及其 合金涂 层主要 有喷 涂涂层 、渗
金属涂层 、磁控溅射膜 以及金属镀层等 。
喷涂涂层 制备方法 是利用某 种热 源将喷 涂材料 迅 速加 热到融化或半熔化状态 ，再经过高速气流或焰 流使 其雾化 ，
加速喷射在经预处理 的零件 表面上 ，使 材料表 面得 到强 韧
表面制备铝涂层 。通过质量分数 为 ５ 的 Ｎ ａ Ｃ １ 溶液浸 泡试
验和盐雾试验 ，考察 了镁 合金 表面铝 涂层在 氯离 子 中的耐
蚀 性能及其腐蚀行为 。结 果表 明封孔处 理后 的铝涂 层对 基
体镁合金起到 了很好 的保护 作用 ，提 高了基 体镁合 金 的耐
蚀性能 。未经封 孔 处 理 的涂 层 存 在孑 Ｌ 隙 ，不 能 有 效 保 护 基体。 张津和 Ｃ ｈ ｉ ｕ Ｌ Ｈ 等人［ ４ ５ ］ 分别开 展了 Ａ Ｚ９ １ Ｄ和 Ａ Ｚ ３ １
１ 防腐 涂 层
根据镁合 金表面隔离 防腐层 的成分 组成不 同 ，防腐 层
明、刘忆ｌ ＿ ８ ］ 采用 了热 喷涂 （ 电弧喷涂）的方法在 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金表 面形成铝 锌防护 层 ，并采 用酚醛 树脂 封孔 、固化处
理后进行 ７ ２ ｈ中性盐 雾试 验 ，结果 表明镁合 金试 样表 面仍 完整且涂层 与基体结合性 能 良好 。 袁 晓光 Ｉ ９ ］ 等人采 用冷喷涂 技术在 镁合 金表 面制备 了快
镁合 金表面防腐层的研究现状
２ ０ １ ３ 年・ 第１ 期
镁 合金 表 面 防腐 层 的研 究 现状
张立君 ， 黄 文涛 ，王秀玲 ，陈 刚
（ 中国兵器科学研究 院宁波分 院 ， 浙江 宁波 ３ １ ５ １ ０ ３ ）
摘要 ：本 文综述 了镁合金 防腐层 的研 究现状 ，介绍 了包括金属及其合金涂层 、陶瓷涂层 、化 学转化膜以及有机 膜在 内 的四种典型表 面防护层特点和研 究应用现状 ，并展望镁合金表 面防腐层 的发展 前景。
手 ，达到改善 提高镁合 金 自身的耐蚀 性能的 目的；２ ）从腐
镁 合金表面热喷涂铝 的研究 ，结果表 明 ，喷铝层 比较致密 ， 与基体 结合 良好 ，且镁合金 的耐蚀性能也有所提 高。 倪宏 昕 ，夏 晓雷等人在镁合金 ＡＺ ９ １ Ｄ镁合金表面热 喷
涂 纯度 大于 ９ ９ ． ５ 的铝和锌 ，喷 涂处理 后进行 封孔 ，结果 表 明涂层 与基体结合 良好涂层组织细密［ ６ ］ 。
关 键 词 ：镁 合 金 ；Βιβλιοθήκη Baidu防腐 蚀 ；金 属 涂层 ；陶瓷 涂 层 ；化 学转 化 膜 ；有 机 膜 中 图分 类 号 ：ＴＧ１ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 前 言
镁合金具有较低 的密度 ，较 高的 比强 度 和 比刚度 以及
良好 的导 电和导热 性能 ，并 被广泛 应用 于汽 车 、电子 、通 讯和军工等领域 ，是一种非常理想 的结构材料 ＿ １ 。 ］ 。
可以分 为金属及其 合金 涂层 、陶瓷层 、化学 转化 膜 以及 有 机涂层等等 。为了最 大 限度 地提 高涂 层 的耐蚀 性 ，越 来越
多的科研 工作 者 ，通过优化 组合单 一涂层制 备 出防腐 性能
较好 的复合涂层 。
１ ． １金 属 及 其 合 金 复 合 涂 层
目前 ，根据金属及 其合金 涂层 的制备 方法 不 同，用 于
凝 Ａ ｌ 一１ ２ ｓ ｉ 一３ Ｆ ｅ 一 ３ Ｍｎ一 ２ Ｎｉ 合 金 粉末 涂 层 。 卜恒 勇 ， 卢晨口 ０ ｊ 使用冷喷涂 方法 在铸 态 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金 基体 上 沉积 了纯 Ａ ｌ 涂层 ，所得涂层组织致密 ，厚 度均匀 ，与基 体结合 良好 ，孔隙率小 于 １ 。随后用机 械减薄 的方法使 Ａｌ 涂层 的厚度减薄 到 １ ３ ５ ￣ ｍ，对减 薄后 的试样 在 真空加 热炉 中分 别进行 了 ４ ０ ０ ℃ ×２ ０ ｈ和 ４ ０ ０ ℃ ×４ ０ ｈ的热 处理 。结 果显 示
随着保温时 间的延长 ，Ａ１ 涂层全 部转化为较 高硬度 和较好
耐蚀性 的 Ｍｇ Ａ１ ｔ ｚ 相和 Ａ１ 。 Ｍｇ ２ 相 金属间化合物 ，其整体厚 度达到 ２ ６ ３ ￣ ｍ，远超 过热处理前 Ａｌ 涂层的厚度 。
化和改性 ，获得具有某 种功 能表面 的一种应 用性很 强 的材
料表层复合技术 。
能 ，结果表 明基 体镁 合金在浸泡 ５ ｈ以后腐蚀很严重 ，出现
大 面积 的锈斑 和点蚀 坑 ，而在纯铝层和 Ｃ ｒ Ｎ ｉ Ａ Ｉ 防护下 的基
体合金分别在 １ ５ ｈ和 ２ ０ ｈ后才 出现少量 的锈 斑 ，腐蚀 情况
不严重 。
为 了提 高 ＡＺ ９ １ Ｄ镁合金 的耐腐蚀 性能 和表面硬度 ，曲
王洪涛 ＿ ７ 等人 电弧喷涂的方法研究 了基体 ＡＺ ９ １ Ｄ镁合
金 、基体 ＋表面 纯 铝层 和基 体 ＋Ｃ ｒ Ｎｉ Ａ１ 涂 层下 的耐 蚀性
蚀介 质和镁合金基体 隔离防护 人手 ，通过 不 同的表 面处理 工艺 ，在镁合 金表面形成 耐蚀性 能较好 的隔 离层 ，从 而达 到提 高镁合金 耐蚀 性能 的 目的。其 中隔离 防护 已经成 为镁 合 金表面防腐研究工作 的重点方 向之一 ，越 来越 多 的新型 涂层 被广 泛应 用于镁合金防腐工作中 。
随着不同环境对镁合金 构件使 用性 能特别是 耐腐 蚀性 能要求越来越高 ，但是 由于镁 的化学性 质 十分活 泼 ，表 面 极易形成疏松 的氧化 镁 ，对基体 保护 能力差 ，因此镁 合金 表面防腐蚀问题亟待解 决 。解决镁 合金 耐蚀性 问题 的主要 技术 途径 有以下两点 ，１ ）从提高合金 的纯净 度，优化设计 合金成分 ，开发 新 型耐蚀 镁 合 金 ，以减 少 活性 阴极 面 积 ， 增加 阴极 极化程度 ，阻止 阴极极化 的过程 的进行 等方 面人
镁合金表 面防腐 的金属及其 合金涂 层主要 有喷 涂涂层 、渗
金属涂层 、磁控溅射膜 以及金属镀层等 。
喷涂涂层 制备方法 是利用某 种热 源将喷 涂材料 迅 速加 热到融化或半熔化状态 ，再经过高速气流或焰 流使 其雾化 ，
加速喷射在经预处理 的零件 表面上 ，使 材料表 面得 到强 韧
表面制备铝涂层 。通过质量分数 为 ５ 的 Ｎ ａ Ｃ １ 溶液浸 泡试
验和盐雾试验 ，考察 了镁 合金 表面铝 涂层在 氯离 子 中的耐
蚀 性能及其腐蚀行为 。结 果表 明封孔处 理后 的铝涂 层对 基
体镁合金起到 了很好 的保护 作用 ，提 高了基 体镁合 金 的耐
蚀性能 。未经封 孔 处 理 的涂 层 存 在孑 Ｌ 隙 ，不 能 有 效 保 护 基体。 张津和 Ｃ ｈ ｉ ｕ Ｌ Ｈ 等人［ ４ ５ ］ 分别开 展了 Ａ Ｚ９ １ Ｄ和 Ａ Ｚ ３ １
１ 防腐 涂 层
根据镁合 金表面隔离 防腐层 的成分 组成不 同 ，防腐 层
明、刘忆ｌ ＿ ８ ］ 采用 了热 喷涂 （ 电弧喷涂）的方法在 Ａ Ｚ ９ １ Ｄ镁 合金表 面形成铝 锌防护 层 ，并采 用酚醛 树脂 封孔 、固化处
理后进行 ７ ２ ｈ中性盐 雾试 验 ，结果 表明镁合 金试 样表 面仍 完整且涂层 与基体结合性 能 良好 。 袁 晓光 Ｉ ９ ］ 等人采 用冷喷涂 技术在 镁合 金表 面制备 了快