镁合金无铬化学转化膜的研究进展

镁合金表面化学镀镍

镁合金表面化学镀镍处理摘要：本实验研究以硫酸镍为主盐的AZ91镁合金化学镀镍。选择适合的工艺流程、对实验材料进行化学镀镍处理、对化学镀镍层进行宏观或微观形貌观察、测量镀镍层的硬度、检验化学镀镍层的耐蚀性。实验表明，用该工艺能够在AZ91合金表面上生成化学镀镍层，镀层表面为胞状结构而且胞表面的晶界和缺陷较多，化学镀镍层较好地提高了镁合金的耐腐蚀性能，硬度有所提高。关键词：AZ91D镁合金化学镀镍腐蚀性硬度 The chemical nickel plated of the surface of Magnesium alloy Abstract: The experimental study the nickel plating of Magnesium alloys of AZ91 that the sulfuric acid salt of nickel is the mainly electroless. Select the appropriate process, chemical nickel plating for experimental material, macro-or micro-morphology of electroless nickel deposits, measuring the hardness of nickel-plated, testing chemical corrosion resistance of nickel plating. Experiments show, we can generated plating layer on the surface of the AZ91 alloy with this technology, and the surface of the plating is the cell structure and there are more grain boundaries and defects on the cell surface ,the sulfuric processed chemical nickel plating layer is good to improve the magnesium alloy corrosion resistance, and the hardness is improved. Keywords: AZ91D magnesium alloy electroless nickel plating corrosive hardness t

镁合金防腐蚀方案汇总

镁合金防腐蚀方案汇总化学转化处理镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、KMnO4系、稀土元素系和锡酸盐系等。传统的铬酸盐膜以Cr为骨架的结构很致密，含结构水的Cr则具有很好的自修复功能，耐蚀性很强。但Cr具有较大的毒性，废水处理成本较高，开发无铬转化处理势在必行。镁合金在KMnO4溶液中处理可得到无定型组织的化学转化膜，耐蚀性与铬酸盐膜相当。碱性锡酸盐的化学转化处理可作为镁合金化学镀镍的前处理，取代传统的含Cr、F或CN等有害离子的工艺。化学转化膜多孔的结构在镀前的活化中表现出很好的吸附性，并能改镀镍层的结合力与耐蚀性。有机酸系处理所获得的转化膜能同时具备腐蚀保护和光学、电子学等综合性能，在化学转化处理的新发展中占有很重要的地位。化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。阳极氧化阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。传统镁合金阳极氧化的电解液一般都含铬、氟、磷等元素，不仅污染环境，也损害人类健康。近年来研究开发的环保型工艺所获得的氧化膜耐腐蚀等性能较经典工艺Dow17和HAE有大程度的提高。优良

的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X 射线衍射相结构。但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。金属涂层镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下： (1)镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力; (2)镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与其它金属离子的置换反应十分强烈，置换后的镀层结合十分松散; (3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性，可能导致沉积不均匀; (4)镀层标准电位远高于镁合金基体，任何一处通孔都会增大腐蚀电流，引起严重的电化学腐蚀，而镁的电极电位很负，施镀时造成针孔的析氢很难避免; (5)镁合金铸件的致密性都不是很高，表面存在杂质，可能成为

镁合金表面化学转化膜研究进展

镁合金表面化学转化膜研究进展摘要：总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钥酸转化膜的处理工艺，讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理，分析各种化学转化膜的优缺点，展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。关键词：镁合金；化学转化膜；腐蚀防护；磷酸盐 0引言镁合金具有密度小、比能量大、强度高和电磁屏蔽性能好等优点，广泛用于汽车、航天电子通信和工程结构材料等领域[1]。但纯镁的标准电极电位非常负(-2.37 V，vs SHE)，其腐蚀电位因介质而异，一般在-1.65～+0.5V之间[2]。大部分镁合金性质活泼，容易在各种使用环境中被腐蚀，极大地限制了镁合金的开发与应用。适当的表面处理能够极大地改变镁合金的耐腐蚀性能，扩大镁合金的使用范围[3]。镁合金的表面处理方法很多，如电镀或者化学镀、金属涂层、阳极氧化、化学转化膜处理、激光处理和离子注入等[4-6]。镁性质活泼，MgO会在合金表面迅速形成，阻碍沉积金属与基底形成金属键；基底的空隙和夹杂会成为镀层空隙的来源，使得金属涂层质量欠佳：镁在普通镀液中与其他金属离子的置换反应十分强烈，导致置换层松散无力[3]。激光处理和离子注入等制备的涂层耐蚀性能优越，但生产设备昂贵，成本过高，工件形状尺寸受到限制[2]。阳极氧化或微弧氧化膜具有很高的硬度和良好的耐蚀性，但设备占地大，投资较大，能耗高，膜层空隙率高，难以大规模推广应用。化学转化膜法也称为化学氧化法，是使金属工件表面与处理液发生化学反应，生成一层保护性钝化层，化学氧化法生成的氧化膜比自然形成的保护膜有更好的保护效果，是提高镁合金防蚀性能最常用、最有效的方法。与阳极氧化处理工艺相比，化学转化膜比较薄(0.5~3.0rtm)，可用于保护涂料的基底，尤其适用于在特定环境下的防护，比如运输或储存过程中镁的防护和镁合金机械加工件表面的长期防护；而且化学转化膜工艺设备简单，投资少，处理成本低，并能够显著提高镁合金的腐蚀抗力，在镁合金表面处理中占较大比例[5-6]。目前，镁合金表面化学处理工艺主要有铬酸盐转化膜和无铬转化膜两大类，无铬转化膜包括锡酸盐转化膜、磷酸盐转化膜、植酸转化膜、稀土盐转化膜和有机物转化膜等。本文作者总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，指出各种化学转化膜的优缺点，展望镁合金表面化学转化膜的发展趋势。1铬酸盐转化膜目前主要采用铬酐或者重铬酸盐为主要成分的溶液化学处理，即铬化处理。铬化反应机理是金属表面的原子溶于溶液，引起金属表面和溶液界面的pH值上升，从而在金属表面沉积一层薄的混合胶状物。这种混合胶状物由六价和三价铬酸盐和基体金属组成[3-4]。铬酸转化膜是化学转化膜工艺中发展最早且最为成熟的一种处理工艺。美国道屋(DOW公司根据工业需要，开发出一系列镁合金铬化处理剂。铬化一般有重铬酸盐处理和铬酸盐处理，二者的区别在于重铬酸盐处理不能去除大量的金属杂质，一般用于机械抛光的镁合金表面；铬酸盐处理主要用于锻造合金，也是铸造镁合金良好的涂料基底[2]。有代表性的几种铬酸盐处理工艺如表1所列[5]。 DOW1工艺采用重铬酸和氢氟酸，用于涂装底层、运输和室内储存保护，可用于所有镁合金锻件[2]。DOW7工艺采用重铬酸钠和氟化镁，在镁合金表面生成铬盐及基体金属化合物，膜层起屏障作用，能有效减缓腐蚀，并具有自修复功能。DOW20和NH85为改进的铬酸盐处理工艺，可以提供良好的基底，而且C，浓度不到标准浓度的l/4；这两种处理工艺成本较低，废水处理费用低，已被广泛应用。铬酸盐转化膜的成膜机理和防蚀机理如表2

镁合金化学镀

论文课程名称：轻金属表面处理技术班级：学号：姓名：专业：应用化学成绩：

镁合金化学镀技术研究进展摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状，重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发，在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。关键词镁合金化学镀表面改性 Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated. Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification 1.引言镁作为最轻的金属结构材料，具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。随着镁加工工艺的改进，特别是环保标准的提高，镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料，在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景，但是镁合金化学性质活泼，在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏，至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用，因此，表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。其中化学镀技术以其设备投资少、不受工件尺寸和形状限制、镀层性能优越等优势日益受到关注。常规金属的化学镀技术在20世纪40年代由A.Brenner和G.Riddell研制成功。经过几十年的努力，针对铁基、铝基等处理对象，现已解决诸如镀液再生、镀液稳定性、镀层组织结构性能测试等问题。化学镀技术已逐渐趋于成熟，并在航空航天、汽车、石化、机械、矿业、军事、3C等领域得到了广泛应用。与铁基和铝基材料相比，镁合金属于难镀基材，其化学镀工艺更复杂、更困难。原因如下：①镁化学性质活泼，自氧化薄膜在合金表面迅速生成，妨碍了沉积金属与基底形成金属－金属键，影响镀层/基体的结合强度；②镁在普通镀液中与其它金属离子置换反应剧烈，容易导致沉积的镀层疏松、多孔、结合力差； ③镁合金的基体相和第二相有不同的电极电位，易形成腐蚀微电池，造成基体严重腐蚀，进而导致镀层沉积不均匀；④镁的标准电极电位低，镀层一般呈阴极性，

铝及铝合金化学转化膜高质量要求

目录 1工艺鉴定要求 (4) 1.1总则 (4) 1.2对生产设备及原材料的要求 (4) 1.2.1生产线 (4) 1.2.2水质要求 (4) 1.2.3化工原材料要求 (4) 1.2.4质量检验手段 (4) 1.3工艺鉴定程序 (4) 1.4试验及试片要求 (4) 1.4.1试片要求 (4) 1.4.2试验项目及试片数量 (5) 1.5试验方法及质量指标 (5) 1.5.1外观 (5) 1.5.2耐蚀性 (5) 1.5.3表面接触电阻 (5) 1.5.4无色转化膜中的六价铬含量 (5) 1.6鉴定状态的保持 (5) 2批生产过程中零件质量检验要求 (5) 2.1外观 (5) 2.2耐蚀性 (6) 2.3表面接触电阻 (6) 2.4六价铬含量 (6) 表目录表1.................................................................... 试验项目与试片 5

错误！未找到引用源。范围: 本规范规定了铝及铝合金无色化学转化处理的工艺要求及其质量要求。本规范适用于铝及铝合金无色化学转化处理的工艺鉴定、首样鉴定和批生产质量检验；可用于指导产品设计、采购和生产，以及用于生产者在零件化学转化处理过程中的质量检验。供应商来料验收的抽检比例可按其它相关文件执行。简介：铝合金化学转化处理是一种化学加工工艺，用此工艺所得到的表面膜层可作为有机涂层的底层，也可单独作为防腐蚀层应用。本规范明确规定了处理工艺为无色化学转化工艺，并制定了此种表面膜层的外观、耐蚀性、表面接触电阻等质量指标，作为华为对生产方进行工艺鉴定和生产者对零件生产质量进行控制的依据。关键词：铝，化学转化，膜，防腐蚀引用文件：下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。术语和定义

镁合金稀土转化膜研究进展_李凌杰

镁合金稀土转化膜研究进展 Progress in Research of Rare Earth Conversion Coatings on M agnesium A lloy s 李凌杰1,雷惊雷1,张胜涛1,李荻2,田钰靖1 (1重庆大学化学化工学院,重庆400044; 2北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083) LI Ling-jie1,LEI Jing-lei1,ZH AN G Sheng-tao1,LI Di2, T IAN Yu-jing1(1College o f Chemistry and Chemical Eng ineer ing, Cho ng qing U niversity,Chongqing400044,China;2Schoo l o f Mater ials Science and Engineering,Beijing U niversity of Aero nautics and Astro nautics,Beijing100083,China) 摘要:镁合金稀土转化膜技术是近年来发展起来的一种环保型镁合金表面处理新技术。本工作从成膜工艺及耐蚀性能评价,膜的组成、结构及形貌,膜的形成及其机制,膜的耐蚀机理研究四个方面综述了国内外在镁合金稀土转化膜研究中的进展及现状,指出了目前镁合金稀土化学转化处理中存在的一些问题,并展望该技术的发展前景。关键词:镁合金;稀土转化膜;表面处理中图分类号:T G178;T G146.2+2文献标识码:A文章编号:1001-4381(2006)10-0060-05 Abstract:Rare earth conver sion coatings have been developing as an environmenta-l friendly surface tr eatment technolo gy fo r magnesium alloys.The pro gress and current situatio n in researches of this technolog y w ere r ev iew ed.T he pr oblem s that this technolog y faced at present w ere also pointed out as w ell as the prospects in the future. Key words:magnesium alloy s;rare earth conversio n coating s;surface technolog y 镁及其合金具有密度小、比强度高、加工焊接和阻尼性能好以及尺寸稳定、价格低廉、可回收利用等优点,在机械制造、汽车制造、航空航天、电子、军事、通讯、光学仪器和计算机等领域具有广阔的应用前景。但镁及其合金的耐蚀性能很差,在潮湿大气或酸性、中性、弱碱性溶液中都容易发生腐蚀,这在很大程度上阻碍了镁合金发挥其性能优势。因此,进行适当的表面处理以增强镁及其合金的耐蚀性能对于拓展和加快镁合金的应用具有重要意义。化学转化膜技术是镁合金表面防腐蚀处理的有效方法[1]。镁合金基体与转化处理溶液相接触,在基体表面形成一层转化膜,这层膜不仅本身具有较好的耐蚀性能可保护基体免受腐蚀介质的侵蚀,还可作为涂装等后续处理的底层,并且该方法处理工艺简单易控,因此应用较为广泛。但由于镁合金化学转化处理溶液中通常含有毒性高且致癌的六价铬,随着人们环保意识的增强,六价铬的使用正受到严格限制,因此,开发新型、高效、环保的镁合金化学转化处理技术非常迫切和重要。稀土化学转化处理由于其无毒、无污染的特点,并且对铝、锌等金属及其合金[2-15]以及碳钢[16,17]和不锈钢[18-22]等多种金属材料所表现出的优良的防护效果,已经引起从事镁合金表面处理的研究者们的重视。自从2000年Rudd等[23]首先报道了对纯镁和WE43镁合金进行稀土盐化学转化处理的结果,近年来人们陆续开展了镁合金稀土转化膜方面的研究。本工作从成膜工艺及耐蚀性能评价,膜的组成、结构及形貌,膜的形成及其机制,膜的耐蚀机理研究几个方面对国内外在镁合金稀土转化膜研究中的进展和现状进行了较为详细的评述。 1成膜工艺及耐蚀性能评价 1.1化学浸泡工艺化学浸泡法是将镁材料置于含稀土盐的溶液中浸泡一段时间使材料表面形成稀土转化膜的方法,因其操作简便此工艺在镁及其合金的稀土化学转化处理中应用很多。根据成膜溶液的组成,该工艺可以分为两类:一类为单一稀土盐溶液浸泡;另一类则为含有添加剂的稀土盐溶液浸泡。单一稀土盐溶液浸泡处理工艺及处理后试样的耐

金属表面转化膜之一磷化的作用和分类

金属表面转化膜之一磷化的作用和分类磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜称之为磷化膜。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。金属表面在除油、除锈后，为了防止重新生锈，通常要进行化学处理，使金属表面生成一层保护膜，该膜通常只有几微米，主要起增强涂层和底材附着力的作用，较厚的膜层还能增强防锈性能。常用的表面化学转化方法有氧化、磷化、钝化三种。其中，磷化是化学处理的中心环节，是一种大幅度提高金属工件耐腐蚀能力的简单可靠、费用较低、操作简便的工艺方法，在工业上应用很广。 1、与磷化工艺相关的标准金属(主要指钢铁)经含有锌(Zn)、锰(Mn)、铬(Cr)、铁(Fe)等磷酸盐的溶液处理后，在基底金属表面形成一种不溶性磷酸盐膜，此种过程称为磷化。磷化使金属表面形成一层附着良好的保护膜，以磷酸锌为例，在氧化剂的存在下，所生成的磷化膜为Zn 3(PO 4 ) 2 ·4H 2 0和Zn 2 Fe(PO 4 ) 2 ·4H 2 0的结晶体。该磷化膜闪烁有光、灰色多孔(空隙率为表面积的0.5%~1.5％)，膜厚通常为0.1—50μm。关于磷化工艺，我国和国际上都有相应的标准体系，可参照执行： GB/T11376—1997 金属的磷酸盐转化膜 GB/T6807—2001 钢铁工件涂装前磷化处理技术条件 GB/T12612—1990 多功能钢铁表面处理液通用技术条件 ISO 9717—1990 (E)金属的磷酸盐转化膜——确定要求的方法 ISOl0546—1993 (E)化学转化膜——铝及铝合金上的漂洗和不漂洗铬酸盐转化膜 DIN 50942—1973 金属的磷化处理方法原理、缩写符号和检验方法 ANSI／ASTM／AMS 2480C 涂漆基体磷化处理 2、磷化的作用磷酸盐转化膜应用于铁、铝、锌、镉及其合金上，既可当作最终精饰层，也可作为其他覆盖层的中间层，其作用主要有以下方面。

镁合金在一些领域的巨大应用价值前景

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镁合金在一些领域的巨大应用价值前景【相关作者中文名】刘文龙；王淑琴; 【相关作者单位】鹤壁市理工学校; 【相关文献出处】才智, Inteｌligeｎcｅ, 编辑部邮箱201１年27期期刊荣誉：ＡSPT来源刊ＣJFD收录刊【摘要等】<正>背景资料:镁是地壳中含量最丰富的元素之一,其丰度居第８位,约占地壳组成的２.5％,主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在,此外，海水中含镁约０.１３%,可谓取之不尽。随着全球工业化进程的推进和资源大规模开发利用，各种金属资源如铝、铁等正逐渐减少甚至枯竭,需要寻求新的替代【相关作者中文名】丁文江; 曾小勤；【相关作者英文名】DINＧWenjianｇ；ZENG Xiａoｑin Scｈool of Materials Science ａn ｄEnｇinｅerinｇ; Shａnｇhai Jiao Ｔoｎg Universｉty; Shanghai 20 0240; 【作者单位】上海交通大学材料科学与工程学院; 【相关文献出处】金属学报，ＡctaＭeｔａlｌuｒgica Sinica, 编辑部邮箱2０10年１１期?期刊荣誉:中文核心期刊要目总览 ASPＴ来源刊中国期刊方阵 CJFD收录刊【关键词】镁；【英文关键词】maｇnesium; 【摘要】经过50多年的发展,中国已经成为世界上最大的Ｍg原材料生产国.２0０0年,师昌绪等5位院士联合向国家科技部提出了加速我国Mg工业发展的建议,促成了科技部启动"十五＂科技攻关重大专项"镁合金应用开发及产业化"，拉开了我国大规模Mg材料研究和应用的序幕．经过１0年的发展.我国在先进镁合金材料、表面处理技术和镁合金加工技术方面都取得了极大的进步,正在从Ｍg生产大国向Ｍg 研发应用的强国迈进．镁是一个年轻的金属，２0 世纪才发展起来;其化学活性强,与氧的亲合力大，常用做还原剂,去置换钛、锆、铀、铍等金属。金属镁无磁性，且有良好的热消散性。镁的结构特性类似于铝,故具有轻金属的各种用途，可作为飞机、导弹的合金材料。但是,镁在汽油燃点可燃,这限制了它的应用。由于纯镁的机械强度低，所以主要使用铝镁合金,它轻而有一定的强度，是重要的结构材料,除用于飞机的

镁合金防腐蚀方案汇总

良的耐蚀性来源于阳极氧化后Al、Si等元素在其表面均匀分布，使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。一般认为氧化膜中存在的孔隙是影响镁合金耐蚀性能的主要因素。研究发现通过向阳极氧化溶液中加入适量的硅-铝溶胶成分，一定程度上能改善氧化膜层厚度、致密度，降低孔隙率。而且溶胶成分会使成膜速度出现阶段性快速和缓慢增长，但基本上不影响膜层的X 射线衍射相结构。但阳极氧化膜的脆性较大、多孔，在复杂工件上难以得到均匀的氧化膜层。金属涂层镁及镁合金是最难镀的金属，其原因如下： (1)镁合金表面极易形成的氧化镁，不易清除干净，严重影响镀层结合力; (2)镁的电化学活性太高，所有酸性镀液都会造成镁基体的迅速腐蚀，或与其它金属离子的置换反应十分强烈，置换后的镀层结合十分松散; (3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的电化学特性，可能导致沉积不均匀; (4)镀层标准电位远高于镁合金基体，任何一处通孔都会增大腐蚀电流，引起严重的电化学腐蚀，而镁的电极电位很负，施镀时造成针孔的析氢很难避免; (5)镁合金铸件的致密性都不是很高，表面存在杂质，可能成为镀