CN101245484B - 一种提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的是一种提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺。在0.25mol/LNa2SO4和0.1mol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载波钝化的电场参数为Eh＝-240mV至-425mV E1＝-1154mV至-1300mV f＝10Hz k＝5％至10％，t＝30min至15min，温度为常温，对纯镁或镁合金进行载波处理。本发明对设备要求简单，在交变电场条件下即可完成；具有无毒无污染，非常环保；在常温下即可进行，对生产温度没有要求；工艺操作简单，易于控制，成膜效果好，产品适应性强，成本低，非常适合工业化生产。
Description
(一)技术领域
本发明涉及的是一种金属材料的耐腐蚀处理方法，具体地说是一种提高纯镁的耐腐蚀处理方法。
(二)背景技术
镁是目前已知的最轻的结构材料，镁及镁合金的综合比强度和比刚度都要大大优于钢和铝。但是镁及镁合金的化学性质非常活波，较差的耐腐蚀性能，成为制约镁及镁合金广泛应用的一个主要原因。目前被广泛应用的提高镁及镁合金耐蚀性的表面处理方法主要有：阳极氧化处理、微弧氧化处理、化学转化膜处理、电镀、热喷涂防护处理、激光表面改性和气相沉积等。从总体上来说，目前的表面处理技术存在着污染环境、毒性大、工艺复杂、成膜效果不理想、产品适应性差、成本高等缺点。20世纪80年代末期曹楚南等人通过研究发现，在直流钝化的基础上再叠加一个一定频率、幅值和波形的交变电场对不锈钢进行载波钝化，所得的载波钝化膜经适当的处理，其耐腐蚀性和稳定性远远优于相同条件下得到的直流钝化膜。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种可以大大提高纯镁及镁合金的耐腐蚀性能的提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺。
本发明的目的是这样实现的：
在0.25mol/LNa2SO4和0.1mol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载波钝化的电场参数为Eh＝-240mV至-425mV、E1＝-1154mV至-1300mV、f＝10Hz k＝5％至10％，t＝30min至15min，温度为常温，对纯镁或镁合金进行载波处理。
在0.05mol/LNaCl+0.01mol/LNaOH溶液中测阳极极化曲线等。实验结果表明，经载波处理后纯镁、AZ91D镁合金的耐腐蚀性大大提高。
本发明通过对载波处理工艺方法的改进，使之适合于镁及镁合金。其优点主要体现在：
1.本发明采用载波处理方法，利用交变电场的周期性变换，使得纯镁及AZ91D镁合金表面的钝化膜不断地发生破坏-修复过程，使金属表面存在的缺陷和活性点得到重新修复，从而大大提高了膜层的耐腐蚀性能。此工艺对设备要求简单，在交变电场条件下即可完成，适合工业化生产；
2.传统的不锈钢载波溶液采用的是硫酸，而硫酸是强酸能严重腐蚀镁及镁合金，不能提高镁及镁合金的耐腐蚀性。本发明采用温和的碱性溶液0.25mol/LNa2SO4+0.1mol/LNaOH作为载波钝化溶液，使镁或镁合金表面生成一层耐腐蚀性很好的膜；
3.本发明利用交变电场进行载波处理，较之传统的表面处理方法，具有无毒无污染，非常环保；
4.传统的不锈钢载波处理温度为70℃，而本发明载波处理镁及镁合金的温度在常温下即可进行，适合工业化生产；
5.本发明采用载波处理方法，工艺操作简单，易于控制，成膜效果好，产品适应性强，成本低，非常适合工业化生产。
(四)附图说明
图1是经载波处理和未经载波处理的纯镁的阳极极化曲线；
图2是经载波处理和未经载波处理的纯镁的交流阻抗；
图3是载波处理后和未经载波处理的纯镁的腐蚀失重曲线；
图4是AZ91D镁合金载波后/未载波极化曲线对比图；
图5是.AZ91D镁合金载波后/未载波析氢率比较图；
图6是AZ91D镁合金载波后/未载波腐蚀失重比较图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
具体实施方式1：
1、纯镁试样经2000#砂纸打磨后用丙酮清洗，再用去离子水清洗，最后用吹风机吹干。用分析纯试剂和一次蒸馏水配0.25mol/LNa2SO4+0.1mol/LNaOH载波钝化溶液。
2、试样在0.25mol/LNa2SO4+0.1mol/LNaOH载波钝化溶液进行载波处理，载波电场参数为Eh＝-425mV E1＝-1300mV f＝10Hz k＝10％，t＝15min，温度为常温。
3、在0.05mol/LNaCl+0.01mol/LNaOH溶液中比较未经载波处理/经载波处理的纯镁的阳极极化曲线、交流阻抗谱和腐蚀失重曲线。从图1中可以明显的看出，未经载波处理的纯镁阳极极化曲线是活性溶解，而经载波处理后的纯镁试样，不仅自腐蚀电位大大提高了，而且有了很长的钝化区，腐蚀电流远远小于未经载波处理的纯镁。自腐蚀电位越高，腐蚀电流越小，表明耐腐蚀性越好。所以经载波处理后的纯镁的耐腐蚀性大大提高了。从图2中可以明显的看出，经载波处理后的纯镁的阻抗弧远远大于未经载波处理的纯镁，而阻抗弧越大，耐腐蚀性就越大。所以，经载波处理的纯镁的耐腐蚀性大大提高。从图3中可以明显的看出，载波处理的纯镁的腐蚀失重远远小与未经载波处理的纯镁。腐蚀失重越小，表明耐腐蚀性越好。所以，经载波处理的纯镁的耐腐蚀性远远优于未经载波处理的纯镁。
实验结果表明，经载波处理后的纯镁阳极极化曲线有了明显的钝化区，而且其阻抗弧远远大于未经载波处理的纯镁。所以经载波处理后的纯镁的耐腐蚀性远远优于未经载波处理的纯镁。
具体实施方式2：
1、AZ91D镁合金试样经1000#，2000#砂纸打磨后用丙酮清洗，再用去离子水清洗，最后用吹风机吹干。用分析纯试剂和一次蒸馏水配0.25mol/LNa2SO4+0.1mol/LNaOH载波钝化溶液。
2、试样在0.25mol/LNa2SO4+0.1mol/LNaOH载波钝化溶液进行载波处理，载波电场参数为Eh＝-240mV E1＝-1154mV f＝10Hz k＝5％，t＝30min，温度为常温。
3、在0.05mol/LNaCl+0.01mol/LNaOH溶液中比较未经载波处理/经载波处理的AZ91D镁合金的阳极极化曲线、析氢率曲线和腐蚀失重曲线，分别列入图4、图5和图6。
实验结果表明，经载波处理后的AZ91D镁合金的阳极极化曲线有了明显的钝化区，腐蚀电位较基体提高30mV左右。经载波处理后的AZ91D镁合金析氢率和腐蚀失重量远远小于未经载波处理的AZ91D镁合金。所以经载波处理后的AZ91D镁合金的耐腐蚀性明显优于未经载波处理的AZ91D镁合金。
Claims (3)
1.一种提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺，其特征是：在0.25mol/LNa2SO4和0.1mol/LNaOH组成的载波钝化水溶液中，选择载波钝化的电场参数为Eh＝-240mV至-425mV、E1＝-1154mV至-1300mV、f＝10Hz、k＝5％至10％，t＝30min至15min，温度为常温，对纯镁或镁合金进行载波处理。
2.根据权利要求1所述的提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺，其特征是：所述载波钝化的电场参数选择为Eh＝-425mV、E1＝-1300mV、f＝10Hz、k＝10％，t＝15min，对纯镁进行载波处理。
3.根据权利要求1所述的提高镁及镁合金耐蚀性能的载波处理工艺，其特征是：所述载波钝化的电场参数选择为Eh＝-240mV、E1＝-1154mV、f＝10Hz、k＝5％，t＝30min，对AZ91D镁合金进行载波处理。
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Assignee: Hua Feng marine heavy anti-corrosion New Material Co. Ltd. Assignor: Harbin Engineering Univ. Contract record no.: 2012320000277 Denomination of invention: Wave carrier process technique for improving corrosion resisting property of magnesium and magnesium alloy Granted publication date: 20100602 License type: Exclusive License Open date: 20080820 Record date: 20120322 |
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