镁合金在不同微弧氧化体系中的组织与性能研究

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1、摘要镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、减震性好、电磁屏蔽性好等特点，但它的耐蚀性差，限制了其广泛应用。微弧氧化是由传统阳极氧化发展而来的表面处理新方法，具备阳极氧化膜和陶瓷喷涂层两者的优点，可以有效的提高镁合金的耐蚀性能。在铝酸盐和硅酸盐体系电解液中对AZ91D镁合金进行了微弧氧化处理，通过实验确定了镁合金微弧氧化的铝酸盐和硅酸盐体系配方；并研究了不同氧化时间和电流密度下膜层的表面形貌、成分、结构、厚度、耐蚀性、结合力、摩擦磨损等性能。在铝酸盐体系和硅酸盐体系中，当电解液组分为NaOH+NaAl02+H202和NaOH+Na2Si03时，微弧氧化膜层

2、的耐蚀性最佳，膜层表面光滑均匀致密。随氧化时间和电流密度的增大，镁合金微孤氧化膜层中微孔的数量减少，但微孔的直径和表面粗糙度增大，甚至有裂纹出现。膜层厚度随氧化时间和电流密度的增加而线性增长，但与基体的结合力明显降低。镁合金微弧氧化膜层的摩擦寿命、耐磨性和耐蚀性随氧化时间和电流密度的增大呈先增大后减小的趋势。电流密度对微弧氧化膜层成分的影响较大，氧化时间的影响较小。在铝酸盐体系中，微弧氧化膜层主要由方镁石结构的MgO和尖晶石结构的MgAl204组成，微弧氧化处理的最佳工艺为氧化对闻40min、电流密度O．20A／cm2。在硅酸盐体系中，微弧氧化膜层主要

3、含有方镁石结构的MgO、镁橄榄石结构的M92Si04和si02，微弧氧化处理的最佳工艺为氧化时间为40min、电流密度为O．20A／cm2。与铝酸盐体系相比，硅酸盐体系中微弧氧化处理后的膜层具有更优良的耐蚀性和抗磨性能；但膜层的耐磨性及与基体的结合力相对较差。关键词：镁合金：微弧氧化；工艺参数；组织结构；膜层性能ABSTRACTMagnesiumalloyshaveattractedgreatattentionforapplicationsinautomotive，electronicandaerospaceindustriesbecauseofthe

4、irlowdensity,hi曲specificstrengthandhi曲specificstiffness，ere．However,magnesiumhasaverylownormalelectrodepotential，whichmakositbecomeoneofthemostactivestructuralmetals，Mieroarcoxidation(MaO)isalladvancementoftheconventionalelectrochemicalanodizing．Withthismethod,thewearprotectivea

5、nd／orcorrosionprotectiveceramiccoatingsCanbeformedonMg．MagnesiumalloyAZ91Dwasprocessedinsilicatesystemandaluminatesystems．OneelectrolytewiththebestcorrosionresistanceWaSfoundoutfromeachelectrolytesystems．nlemorphology,thickness．corrosionresistance,frictionandwearpropertiesandadh

6、esionforcewiththematrixofmicroarecoatingsWaSobservedandmeasuredbyscanningelectronmicroscopy,electrochemicaltestingmethodsandsurfaceperformanceapparatus．111eresultsshowthatwiththeincreasingoftimeandcurrentdensity,theamountofmieroporesinthemieroarcoxidationcoatingdecreases，butthes

7、izeofmicroporeandtheroueJmessofcoatingbecomegreater．ThemicroarcoxidationcoatingunderlongprocessingtimeandllighcurrentdensityhasagreaterthicknessandaloweradhesionforcethanthatatshorttimeandlOWcurrentdensity．．n埠corrosionandwearresistanceofmicroareoxidationcomingrisefirstandthendec

8、linewitlltheprocessingtimeandcurrentdensity．nle