镁合金化学转化膜

摘要：研究了AZ91D镁合金的锡酸盐化学转化表面处理工艺，利用中性盐雾试验和极化曲线法测试了转化膜的耐蚀性，使用划格法测试了转化膜对有机涂层的附着力，采用扫描电镜、能谱仪、射线衍射仪分析了转化膜的微观形貌、成分和结构并讨论了成膜机理。结果表明，最佳工艺条件下的锡酸盐转化膜为致密的MgSnO33H2O晶粒所构成，盐雾腐蚀评级达到了8级，自腐蚀电位降低了40mV，对铁红漆的附着力达到了3B级。 关键词：镁合金；表面处理；化学转化；锡酸盐 中图分类号：TG17414文献标识码：A文章编号：025426051(2008)0820089204 镁合金作为目前最轻的商用金属结构材料，具有高的比强度和比刚度、优良的减震降噪性能和易切削加工而倍受航空航天和汽车工业的关注[1]，期望能利用镁合金来实现节能减排的目的。然而，镁合金的耐蚀性差成为阻碍其大规模应用的一个极为不利的因素[2]。在众多提高镁合金耐蚀性的工艺方法[3]当中，化学转化表面处理具有低成本、易操作等优点而被广泛采用，其中应用最为成熟的铬酸盐转化处理方法虽具有工艺稳定、转化膜防腐效果好的优点，但此工艺中所使用的六价铬离子毒性较强、污染环境，且废液的处理成本高，因此，化学转化处理必须向环境协调性好的无铬化工艺发展[4]。本文主要研究了镁合金锡酸盐化学转化膜的制备方法、微观形貌、化学组成、结构及其耐蚀性。 1试验条件与方法 1.1试验材料 镁合金选择工业上应用最为广泛的AZ91D，线切割加工成尺寸为40mm×30mm×5mm的小试样。选用了HF、NaOH、Na2SnO33H2O、Na4P2O7、CH3COONa等分析纯化学试剂。 1.2试样前处理 采用了通用的镁合金前处理工艺[5]，将试样表面打磨抛光→乙醇超声清洗→碱洗脱脂→水洗去除残留碱液→酸洗去除氧化物→表面调整活化。 1.3试样锡酸盐转化处理 将经过前处理的试样迅速放入转化液中进行转化处理。影响化学转化膜耐蚀性的因素[3]主要有：转化液的浓度、转化处理温度和转化处理时间。试验方案设计如下： (1)确定最佳转化液的配方本试验用转化液的组分为Na2SnO33H2O、NaOH、Na4P2O7和CH3COONa，其中主盐为Na2SnO33H2O，是影响成膜效果最为关键的组分，CH3COONa为转化液调节剂，浓度取为10g/L。依次固定各组分的浓度，遴选出最佳转化液的配方。 (2)确定最佳转化温度和转化时间以步骤(1)得出的最佳转化液配方，在40～80℃之间确定最佳转化温度，在10～50min之间确定最佳转化时间。 1.4转化膜形貌观察与性能检测 使用JSM26360LV型扫描电镜对转化膜的微观形貌进行观察；使用EDSGENESIS2000XMS60型能谱仪对转化膜的元素组成进行微区分析；使用BRUKERD2Ad2vanced型X射线衍射仪对转化膜的晶体结构进行物相分析；参照国家标准GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》中的中性盐雾试验方法对转化膜试样进行耐盐雾试验，试验条件为5vol%Nacl溶液，试验箱内温度35℃，溶液pH值710，沉降量116mL/80cm2h，放置样品使其受试面与垂线呈25°[6]。连续喷雾12h，并参照GB/T6461-2002《金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级》对盐雾试验后试样的腐蚀情况进行评级；使用PS1682B型全电位测试仪对盐雾耐蚀性最好的同批转化膜试样进行极化曲线测定；参照美国ASTMD3359-1997《胶带试验测定粘合性的试验方法》标准对盐雾耐蚀性最好的同批转化膜试样和未进行化学转化处理的镁合金试样进行铁红漆漆膜附着力测试。 2试验结果与分析讨论 2.1耐盐雾试验 2.1.1转化液浓度对盐雾耐蚀性的影响 主盐Na2SnO33H2O浓度对转化膜盐雾耐蚀性的影响如图1a所示，转化膜的耐蚀性随着主盐浓度的增大而提高，当浓度为40g/L时生成的转化膜盐雾耐蚀性最好，此后随着主盐浓度的增大转化膜的耐蚀性开始平缓下降；NaOH浓度对转化膜盐雾耐蚀性的影响如图1b所示，最佳浓度为10g/L；Na4P2O7浓度对转化膜盐雾耐蚀性的影响如图1c所示，在浓度为40～70g/L之间转化膜的耐蚀性一直都较好，但当浓度增大到80g/L时转化膜的耐蚀性评级由8急剧下降到4，因而最佳浓度为30g/L。锡酸盐化学转化的反应机理为溶液中SnO32-离子与被溶解出基体的Mg2+离子反应，在基体表面生成难溶的MgSnO3晶核，晶核以近球形的形态长大成直径2～3μm的晶粒[7]，无数这样的细小晶粒覆盖整个基体表面，即形成锡酸盐化学转化膜。图2为主盐浓度不同，其他条件相同(NaOH10g/L，Na4P2O730g/L，CH3COONa10g/L，转化温度70℃，转化时间30min)所制得的转化膜扫描电镜微观形貌图。由图2可以看出，当主盐浓度为30g/L时，所生成的膜中近球形晶粒对基体表面的覆盖还不完全，在盐雾腐蚀环境中，这种裸露的基体表面将被优先腐蚀，因而耐蚀性较差；而40g/L时近球形晶粒对基体表面的覆盖就比较均匀致密，相应地它的耐盐雾腐蚀能力就较强；当主盐浓度达到80g/L时，生成的转化膜中近球形晶粒虽较40g/L时的数量要多，但却出现明显的局部堆积现象，造成膜层表面形成较大的“凹坑”，这种凹坑在盐雾测试环境中将会起到积聚盐液的作用从而降低膜层的耐蚀性。 2.1.2转化温度对盐雾耐蚀性的影响 转化温度对转化膜盐雾耐蚀性的影响如图5所示，随着转化温度的升高，生成转化膜的耐蚀性先是缓慢下降，然后又转而增强，在70℃时达到最大值之后又随着温度的升高而下降，最佳转化温度为70℃。 2.1.3转化时间对盐雾耐蚀性的影响 转化时间对转化膜盐雾耐蚀性的影响如图7所示。由图7可知，从10min到20min生成转化膜的耐蚀性没有变化，到30min时达到最大值之后又随着时间的延长而下降，此后虽还有进一步提高的趋势，但考虑到时间效率，取最佳转化时间为30min。 从前面一系列的试验结果可知，锡酸盐化学转化的成膜过程实际上就是MgSnO33H2O晶粒形核与长大的过程，达到一定的时间后，晶粒的增长效应将不再明显。 2.2 极化曲线测试 经过该锡酸盐化学转化工艺处理之后，镁合金试样的自腐蚀电位由-1670mV降为-1630mV，这也从电化学角度进一步验证了该转化工艺可以提高镁合金的耐蚀性。 2.3 附着力测试 对未经化学转化处理试样和经过表1所示最佳工艺转化处理试样的铁红漆附着力测试表明，未经化学转化处理的试样其脱落漆膜的小格百分数为50%左右，而经过该锡酸盐化学转化工艺处理的试样其脱落漆膜的小格百分数降到了10%左右，即该转化处理使镁合金对铁红漆的附着力由1B级提高到了3B级，这说明该锡酸盐化学转化工艺也可用作镁合金有机涂装工艺前的打底层处理。 3 结论 (1)本试验得到的最佳锡酸盐化学转化工艺为：Na2SnO33H2O40g/L，NaOH10g/L，Na4P2O730g/L，CH3COONa10g/L，转化温度70℃，转化时间30min。 (2)本次工艺试验中，镁合金锡酸盐化学转化的成膜过程就是MgSnO33H2O晶体形核与长大的过程，并最终形成覆盖镁合金基体的近球状MgSnO33H2O晶粒层。 (3)最佳工艺条件下生成的转化膜，降低了镁合金的自腐蚀电位，增强了镁合金的耐腐蚀能力，并有效提高了镁合金对有机涂层的附着力。

一种镁及镁合金表面化学镀铜的方法，其特征在于利用涂膜和化学镀铜相结合的方法对镁合金表面进行复合保护，工艺过程为： 对镁或镁合金表面做除油、酸洗、碱洗并烘干后进行涂膜，涂膜剂选用有机硅耐热漆，或有机钛耐热涂料WT61-1、WT61-2，或水玻璃基涂料JN-801硅酸盐无机涂料，或有机硅树脂SF-7406三防清漆，或硅烷偶联剂KH550；采用浸涂的方法，将镁或镁合金垂直浸入涂膜剂中，在15～40℃的条件下进行第一次涂膜，镁或镁合金表面达到表干后，将其放入烘干箱内，在150～300℃温度下静置1～3h，使镁或镁合金表面的涂膜达到实干，再重复1～3次上述步骤，使镁或镁合金表面覆盖致密的涂膜； 涂膜后进行敏化、活化处理，然后化学镀铜，将镁或镁合金清洗后放入镀液中，处理 35～50分钟，化学镀铜溶液选用以下a、b、c、d、e中的一种， a、以甲醛为还原剂的化学镀液成分为①、②、③、④、⑤五种组份：①4～30g/l五水硫酸铜；②10～60g/l甲醛；③4～20g/l苛性钠，或4～20g/l氢氧化钾，或8～30ml/l氨水，三种中的一种；④20～60g/l酒石酸钾钠和3～6g/l碳酸钠的混合溶液，或10～40g/l乙二胺四乙酸，两种中的一种；⑤余量为水；使用温度为15～50℃； b、以次亚磷酸钠为还原剂的化学镀液组成为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦七种组份：① 7～20g/l五水硫酸铜；②20～56g/l次亚磷酸钠；③20～60g/l硼酸；④10～30g/l柠檬酸钠； ⑤0.002～0.6g/l硫酸镍；⑥0.1～0.3mg/l硫脲；⑦余量为水；使用温度为60～70℃； c、以二甲胺硼烷为还原剂的化学镀液组成为①、②、③、④、⑤五种组份：①4～10g/l 五水硫酸铜；②0.5～6g/l二甲胺硼烷；③4～25g/l乙二胺四乙酸钠；④5～15g/l酒石酸钾钠，或40～60m/l三乙醇胺，两种中的一种；⑤余量为水；使用温度为50～80℃； d、以次四丁基氢硼化铵为还原剂的化学镀液组成为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦七种组份：①4～10g/l五水硫酸铜；②10～40g/l乙二胺四乙酸；③8～25g/l四丁基氢硼化铵；④ 0.05～0.2g/l十二烷基磺酸钠；⑤0.01～0.04g/l硫酸铵；⑥氢氧化钠适量，能将溶液pH值调节到7；⑦余量为水；使用温度为常温； e、以次肼为还原剂的化学镀液为①、②、③、④、⑤、⑥六种组份：①4～10g/l五水硫酸铜；②15～25g/l乙二胺四乙酸钠；③15～25g/l水合肼；④10g/l硼酸钠；⑤硫酸适量，能将溶液pH值调节到7；⑥余量为水；使用温度为常温。

求 GB/T 17460-1998 化学转化膜 铝及铝合金上漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜（eqv ISO 10546:1993）

GBT 13748.1~21 镁及镁合金化学分析方法

不知道有没有人做过镁合金腐蚀电化学？不知道OCP应该做多久？因为我觉得这个值很难稳定，文献中大家做的时间也不一样，有没有高人指点一下啊？另外一点就是在OCP电压值下作EIS的话，会不会样品表面造成影响？之后再做其他试验要更换样品吗？多谢多谢

1 化学氧化法 在一定温度下，通过化学反应在铝零件表面生成一层薄的氧化膜，称为铝的化学氧化法。这种方法不需要通过电流，工艺上比电化学氧化法简单，成本低。所生成的氧化膜很薄，一般膜厚约0.5～4μm，膜层质软，耐磨性很低，故不能单独使用，膜层有较好物理吸附能力，是涂漆的良好底层，经化学氧化后再涂装所得的防护层，可大大提高零件的防护能力。 2 阳极氧化法 铝合金的阳极氧化是用铝或铝合金作阳极，用铅、碳或不锈钢作阴极，在草酸、硫酸、铬酸等的水溶液中电解。用电力进行阳极氧化可得到自然氧化法难以得到的成膜速度。在氧化成膜过程中，同时发生两个过程：一是在铝板表面生成Al2O3氧化膜的过程；二是在氧化膜生成的过程伴随着氧化膜溶解的过程。只有当氧化膜的生成速度超过其溶解速度，方可得到一定厚度的氧化膜，膜厚度一般在5～15μm。该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。阳极氧化膜可分为两大类：多孔质型——在硫酸、草酸等酸电解浴中生成并垂直于表面形成非常细微的孔的膜；壁垒型——是在硼酸铵等中性盐电解浴中生成的无孔的极薄的膜，通常被用于电解电容器等。 3 微弧氧化法 微弧氧化又称等离子氧化，是在阳极氧化基础上，在金属基表面原位生长陶瓷层的一种表面处理技术。其基本性能和陶瓷(刚玉)类似，具有很高的硬度和耐磨、耐高温性能，还具有很高的绝缘性和耐酸碱腐蚀性能等。 4 稀土转化膜 目前国内外在这方面的研究已取得很大进展，其中所开发的稀土钝化技术因具有无毒无污染，防蚀效果好的特点而倍受关注。目前，稀土转化膜工艺大致可以分成三类：①含强氧化剂等成膜促进剂的化学法；②化学法与电化学相结合的工艺；③稀土bohmite层工艺。加入强氧化剂如H2O2、KMnO4、(NH4)2S2O4等可大大减少处理时间，溶液处理温度也不高，含低温短时成膜的强氧化剂的化学法工艺是最有开发潜力的；而化学法与电化学相结合的工艺处理步骤烦琐，并且溶液处理温度也在沸腾状态；稀土bohmite层工艺也存在处理温度较高的缺点。 5 有机硅烷化处理 硅烷化处理传统上采用浸涂工艺，把铝合金浸入在这种稀的硅烷化溶液中一定时间，随后在一定温度下固化，即可在铝合金表面形成几百纳米厚的涂层(要比传统转变涂层薄得多)，该涂层能有效地防止铝合金发生各种形式的腐蚀。胡吉明等采用电化学技术在LY12铝合金表面沉积制被了十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)膜。反射吸收红外光谱表明，DTMS硅烷试剂与铝合金基体表面发生了化学键合作用，生成-SiOAl键实现成膜、电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明，与开路电位相比，采用阴极电位沉积方法得到硅烷膜的耐蚀性能有明显提高。 6 磷化底漆处理 磷化底漆的基料，组分一以聚乙烯醇缩丁醛树脂为主，加有铬酸盐等防锈颜料和助剂，组分二为磷酸，使用前将两组分按规定比例混合均匀，喷涂在铝板表面时一部分磷酸与金属铝结合，使金属表面和涂膜连成一体，涂膜具有一定的防腐蚀能力，又能与涂层系统中的底漆具有良好的结合能力，但是，磷化底漆对施工条件要求高，稍不小心，就会造成漆膜变脆，造成大规模掉漆的严重后果。

求镁合金化学分析方法GB/T 13748.21-2009，GB/T 13748.20-2009

GB/T13748 ，镁及镁合金化学分析方法，哪位高手能帮忙查一下

[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=102754]镁合金化学镀镍沉积机制的研究[/url]

我们用的X荧光光谱仪是岛津1800，当测试镁合金样品时，与化学方法比较，测试的Si的含量偏低，比如化学方法测试是7.85，而用荧光测试是7.26，不知道什么原因？镁合金的曲线是新做的，而且也进行了校正，数值还是偏低，请各位指教.

GB-T 5153—2003 加工镁及镁合金牌号和化学成分 GB-T 5154—2003 镁合金板 GB-T 5155—2003 镁合金热挤压棒 GB-T 5156—2003 镁合金热挤压型材

书籍名：镁合金作者：陈振华等化学工业出版社

如今随着摩配、汽配行业的大力发展，镁合金已应用于摩托车、汽车及其他专业等。谁愿意提供应用直读光谱分析镁合金的技术要求和实际经验，让大家共同分享。

看上去真的简单～～～分析对象：镁合金手机外壳（上壳＋下壳）－－－摩托罗拉产品分析过程：1。把在压铸机上生产的手机外壳固定在试验架上～试样离水泥地面高度40～80cm. 2.按下按钮，试样（手机外壳）自由落体运动～～～ 3。重复上面步骤～～～合计外壳出现断裂或裂纹时的跌落次数～～～哈哈，是不是很简单啊～～～

铝镁合金和冷轧钢板的散热比是16:1； 铝镁合金和冷轧钢板的导电比是23:1； 铝镁合金防辐射、消除静电、安全环保 ； 同体积的铝镁合金材料和冷轧钢板重量比是2:3； 铝镁合金通过模具挤压拉伸使其成型，一致性好，而常用钢板易变形。

最近在制ZC系列的镁合金透射样品，遇到一些问题，希望能在此得到一些大侠们的指点：1.电解液问题。我是通过查文献找到的配方，课题组以前的师兄们也在用，这个问题不大，但现在用Fischione model 120 twin-jet electropolisher电解双喷仪减薄时，室温电流加上去没问题（最大可达150mA），但因镁锌系列本身特容易氧化，加液氮至－30～－40度，电流最大只能加到25mA，按前辈的经验值最佳在100mA左右，现电流加不上去可能是什么原因啊？如果控制在－20度左右，电流也只能35mA。。2.如上，即算喷出来的镁合金样品光亮，快速清洗放入乙醇暂时保存至最后放入真空样品室时，氧化相当严重！如何把握呢？3.薄区太少。即算穿孔了，老是找不到薄区，有薄区的地方也很脏氧化严重，急！望有做过镁合金透射样品的师兄师姐们指点！谢谢

这几天做镁合金透射样，砂纸磨到80微米以下，想直接离子减薄，老师说太厚，让先进行双喷。做了好几个都失败了，在空的周围有好多脏东西，成黑色。电解抛光1％高氯酸＋99％乙醇，50V，－35℃.大家帮忙给分析下。

我们的是岛津的７５１０，主要做镁合金，请问有哪位高手有做镁合金的资料

使用MATERIAL STUDIO 3.0怎么建立一个镁合金孪晶的模型？根据MATERIAL STUDIO 3.0的帮助，可以很顺利的建立Si 的孪晶模型，切面为LAY1（3 2 0），LAY2（-3 2 0）镁合金的孪晶面为（1 0 -1 1），切面应该为什么，这个如何理解？我选择LAY1（-1 0 1），LAY2（1 0 1），合成SURFACE的时候，为什么θ角不一样？完了之后，两个LAY怎么对不上？请高手指点一下！ 谢谢！[em53] [em53]

使用惰性气体进行镁合金的热分析，有没有哪位同仁做过？我做过一次把仪器给污染了，加热到680度，5K/min，Ar气，质量23mg,由于Mg的大量挥发，导致支架 （TG-DSC支架）和坩埚全部染成灰色的了。可是有为老师一直坚持想做镁合金，我想把质量降为5mg以下，坩埚加盖，不知道能否一试？目前我还不敢做。有经验的老师能否发表一下意见？多谢！

铝镁合金主要元素是铝，再掺入少量的镁或是其它的金属材料来加强其硬度。以Mg为主要添加元素的铝合金，由于它抗蚀性好，又称防锈铝合金。因本身就是金属，其导热性能和强度尤为突出。 铝镁合金铝板质坚量轻、密度低、散热性较好、抗压性较强，能充分满足3C产品高度集成化、轻薄化、微型化、抗摔撞及电磁屏蔽和散热的要求。其硬度是传统塑料机壳的数倍，但重量仅为后者的三分之一。

请各位帮我分析一下这张TEM照片，我刚学习镁合金，还不明白，谢谢大家了材料：镁锌钙合金热处理方式：固溶+人工时效

镁合金资料[~94755~]

想问下镁合金的腐蚀电位与开路电位的关系，是一个含义吗？我认为金属腐蚀学中是一个含义，但是镁合金存在负差效应，就不能在之间划等号对吗？还有Ｅ＇＝Ｅb-Ecorr,这个Ｅcorr 是腐蚀电位还是开路电位

我们公司的产品主要是铝合金板带材，现在想看下铝镁合金板的晶粒情况，我把试样研磨、抛光之后，进行了电解抛光，然后，不管用什么浸蚀液都没有办法显现晶粒，不知道哪位大虾可以指教一二（没有偏光设备，不能采用上膜的方法）

各位高手,谁有有关镁合金的金相图片?特别是腐蚀后的,能注解更好了.开始接触,还是菜鸟一个.

在一定温度下，通过化学反应在铝零件表面生成一层薄的氧化膜，称为铝的化学氧化法。这种方法不需要通过电流，工艺上比电化学氧化法简单，成本低。所生成的氧化膜很薄，一般膜厚约0.5～4μm，膜层质软，耐磨性很低，故不能单独使用，膜层有较好物理吸附能力，是涂漆的良好底层，经化学氧化后再涂装所得的防护层，可大大提高零件的防护能力。　　2 阳极氧化法　　铝合金的阳极氧化是用铝或铝合金作阳极，用铅、碳或不锈钢作阴极，在草酸、硫酸、铬酸等的水溶液中电解。用电力进行阳极氧化可得到自然氧化法难以得到的成膜速度。在氧化成膜过程中，同时发生两个过程：一是在铝板表面生成Al2O3氧化膜的过程；二是在氧化膜生成的过程伴随着氧化膜溶解的过程。只有当氧化膜的生成速度超过其溶解速度，方可得到一定厚度的氧化膜，膜厚度一般在5～15μm。该膜是由致密的阻碍层和柱状结构的多孔层组成的双层结构。阳极氧化膜可分为两大类：多孔质型——在硫酸、草酸等酸电解浴中生成并垂直于表面形成非常细微的孔的膜；壁垒型——是在硼酸铵等中性盐电解浴中生成的无孔的极薄的膜，通常被用于电解电容器等。　　3 微弧氧化法　　微弧氧化又称等离子氧化，是在阳极氧化基础上，在金属基表面原位生长陶瓷层的一种表面处理技术。其基本性能和陶瓷(刚玉)类似，具有很高的硬度和耐磨、耐高温性能，还具有很高的绝缘性和耐酸碱腐蚀性能等。

在用EDTA滴定镁合金(ZK61)中锆的含量时，用二甲酚橙作指示剂，终点颜色由红色变为黄色，变色过程很不明显，不能够准确的判断，这是什么原因造成的？是否还有更好的化学分析方法检测锆的含量？谢谢！

镁合金的腐蚀液怎么选取，具体的浓度，还有除了用金刚石研磨膏抛光，还可以用什么抛光？我现在做的是AP65.希望高人能指点。

手头有一样品镍镁合金，镍采用丁二酮肟或滴定法测了，但镁怎么都测不出来，网上查了一篇分析镁的会议论文，也没有达到预期效果，不知谁有这方面的方法啊？最好镍镁都有。