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西安建筑科技大学硕士学位论文
AZ31B 镁合金复合化学转化膜改性研究
专业:环境工程
研究生:贺旭东
指导教师:郭瑞光教授
摘要
镁合金因其质量轻、比强度高、比刚度大、机械加工性能好以及优良的阻尼
性能,在汽车、军工、3C 电子等领域得到了广泛应用,成为“21 世纪绿色工程
材料”。然而,镁合金过于活泼、耐蚀性差等缺点使它的应用受到限制。目前,常
采用经济有效的铬酸盐化学转化膜技术对镁合金表面处理以提高其耐蚀性,但由
于铬酸盐的致癌性,2011 年国家首个《重金属污染综合防治十二五规划》明确限
制铬的使用。因此,镁合金表面无铬转化膜技术的研究应用迫在眉睫。
本文在课题组前期 V-Si 复合转化膜的基础上,分别用氯化钙和硝酸铈对其进
行了提高耐蚀性的改性研究,在此基础上对转化液组成和转化反应条件进行了进
一步的优化研究。结果表明:在氯化钙 2g/L、偏钒酸铵 2g/L、氟硅酸盐 、
温度 45℃、 和时间 12min 的条件下在 AZ31B 镁合金表面制备的转化膜,中
性盐雾时间为 56h;在硝酸铈 、偏钒酸铵 、氟硅酸盐 、温度 50℃、
和时间 25min 的条件下制备的转化膜的中性盐雾时间为 72h,两种转化膜的
盐雾时间都大大超过了目前镁合金工业应用标准要求的 8h,耐蚀性能优良。
扫描电镜、EDS 能谱分析和极化曲线测试分析结果表明:改性后转化膜均为
无定形结构;氯化钙改性后转化膜主要由 O、F、Mg、Al、Si 和 V 等元素组成;
硝酸铈改性后转化膜主要由 O、Mg、V 和 Ce 等元素组成;与空白试样相比,改
性后试样极化曲线自腐蚀电位正移,电流密度下降超过一个数量级,镁合金耐蚀
性显著提升。
关键词:AZ31 镁合金;化学转化膜;硝酸铈;偏钒酸铵;氯化钙
课题来源:国家自然科学基金项目(20976143)
教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20096120110007)
西安建筑科技大学硕士学位论文
Modification of conversion coating on AZ31B magnesium
alloy surface
Major: Environmental Engineering
Master Candidate: Xudong He
Instructor: Guo
ABSTRACT
Because of its low density, high specific strength, high specific stiffness, good
machining and excellent damping performance , magnesium alloys have been widely
used in automobiles, military, 3C electronics industry and have e "the 21st
century green engineering material". However, active properties and poor corrosion
resistance limit their further application. In order to improve magnesium alloy corrosion
resistance, chromate conversion coating technology is widely used because of its low
cost and excellent corrosion resistance. But because of carcinogenicity, the country first
"heavy metal pollution prevention12th five-year plan" limits chromium use in 2011. So
chromium-free conversion coating processing technology is urgently needed.
Based on the previous research, this paper respectively discusses modification
effect of the calcium chloride and nitrate cerium on V-posite conv