az91d镁合金压铸工艺对表面处理的影响及表面喷涂金属涂层研究

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1、万方数据声明尸明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：型立逸整日期：竺丝么』!纽关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的

2、，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。作者签名：刘垒陛日期：竺!竺丛左!导师签名：日期：笙!鳆!!左!万方数据太原理工大学博士研究生学位论文AZ91D镁合金压铸工艺对表面处理的影响及表面喷涂金属涂层研究

3、

4、IIIIIIIIIlUIIIIIIIIY2737133摘要由于镁合金具有密度小、散热性好、比刚度高、电磁屏蔽性好、可回收性优良等一系列物理及力学方面的优势，已经在汽车、3C、航空航天等工业上广泛应用。然而，由于镁合金的耐蚀性较差，已经成为阻碍其进一步发展的障碍。表面涂层是一个简单而成本较低的防腐方法。目前

5、，已经发展了很多种镁合金表面处理方法。对于镁合金而言，这些方法中可以分为两类，一类已经在生产中大量应用，比如化学转化及有机涂层，另一类仅有很少的工业探索应用或还在实验研究阶段。在化学转化及有机涂层的方法中，实际生产中的各种因素对其有着明显的影响，目前还没有对这些因素的影响行为进行系统地研究。因此有必要系统地研究生产过程中的典型因素对它们的影响，以期为实际生产中产品表面处理改善提供理论依据及数据支持。本文通过体视显微镜、3D光学轮廓仪、SEM、EDS、XRD、FTIR、计算机模拟、极化曲线、盐雾试验及附着力测试等方法，系统地研究了生产过程中的压铸离型剂、压铸模具填充位置

6、以及表面处理不同过程中模拟人体汗溶液污染对镁合金表面化学转化及有机涂层的影响行为，讨论了不同因素的影响机理。压铸时模具型腔表面喷涂不同量的离型剂对样品表面化学转化处理及有机涂层有明显影响。化学转化处理后，两种样品在宏观形貌上产生明显的色差，喷涂较多样品(命名为B样品)表面比喷涂较少样品(命名为A样品)表面呈现白灰色。微观分析发现样品表面化学转化处理后仍然有离型万方数据太原理工大学博士研究生学位论文剂残留。而A样品表面呈深灰色，微观分析表明表面生成了非常致密的、连续的化学转化处理膜。极化曲线、析氢腐蚀及盐雾腐蚀实验都证明喷涂较多离型剂的B样品化学转化处理后的耐腐蚀性相对

7、A样品差得多。有机涂层附着力分析发现，A样品表面的致密的转化膜增强了有机涂层的附着力，而由于B样品化学转化处理后表面仍然残留了离型剂的碎片，因此影响了有机涂层的附着力，出现不同程度的脱落现象。对于形状复杂的压铸样品，内部的微孔缺陷密度与模具的填充位置有密切的相关性。在不同的位置上微孔密度也不尽相同，这些位置与压铸填充的先后顺序有关，在填充的近浇口位置处微孔含量较低(命名为撑1样品)，而在填出的末端，即排气孔位置微孔的含量相对较高(命名为撑2样品)。微孔形成机理有：a)压铸过程中的气体卷入；b)熔融的镁合金注射进模穴内部时，含有离型剂的稀释水爆炸式的膨胀；c)金属凝固过

8、程中的收缩。由于≠}2样品中含有较明显的微孔，导致化学转化膜不连续，从而降低了其耐腐蚀性能。最终，由于拌2样品的微孔缺陷，其表面的有机涂层的附着力也大大降低。通过研究模拟人体汗溶液在压铸AZ91D镁合金样品表面处理不同阶段的污染实验对有机涂层的起泡行为的影响，发现在实验室加速环境实验和自然天气环境实验中，起泡现象只发生在涂装之前表面被污染的样品上。而且泡出现在被污染的界面上，这是因为污染的位置上有机涂层的附着力完全消失。泡的特征和形成机理与样品的实验时间及条件有关，在高温高湿环境实验的初期，模拟的人体汗通过吸水作用，导致有机涂层与基材的附着力消失，同时膜层的压应力引起

9、涂层的隆起。随高温高湿环境实验时间延长，AZ91D镁合金和涂层的界面上逐渐吸收水分，在污染的位置形成含氯离子的溶液，在较长时间的保存下，使镁合金基材发生严重的腐蚀。在实验后期，泡的内部生成腐蚀产物主要包括MgO，Mg(OH)2和万方数据太原理工大学博士研究生学位论文M92(OH)3C1，最终这些腐蚀产物填满埋在泡的缝隙。另外，为了拓展镁合金的引用空间，本文还对压铸镁合金表面金属涂层进行研究。通过电弧热喷涂纯铝的方法在压铸AZ91D镁合金表面沉积涂层后经过热处理可以得到扩散层。扩散层结构明显受热处理的温度和时间的影响。总体趋势是随温度的升高及保温时间的