镁合金磷化工艺的研究

2015年7月电镀与环保第35卷第4期(总第204期)·49疏松镍层能够与镁合金基体构成腐蚀电池,加速了镁合金的腐蚀;SO-具有较强的电负性,作用于镁合金表面时,使镁合金失去电子的速率加快,加速了镁合金的腐蚀。0.02(2)镁合金在镀液中的腐蚀速率随温度的升高00l而加快,随pH值的增加而减小。腐蚀时间也影响着镁合金的直接化学镀镍。若要减小镁合金在化学050100150200250300350镀镍液中的腐蚀,化学镀初期形成致密镍层的时间图3时间对镁合金腐蚀速率的影响越短越好参考文献3结论[1]末光铃镁合金腐蚀与防护[M]北京:化学工业出版社,2006(1)将镁合金浸入设计好的腐蚀溶液中,去离子水、次磷酸钠对镁合金的腐蚀很小,几乎可以忽[2]郑臻余新泉孙扬善等前处理对镁合金化学镀镍结合力的略;而配位剂乳酸电离出的H+能与镁合金发生反影响[J.中国腐蚀与防护学报,2006,26(4):221-225应,腐蚀性很大;Ni2+能与镁发生置换反应,生成的收稿日期:2013-12-16·化学转化膜·镁合金磷化工艺的研究Study on Phosphating Process of Magnesium Alloy陈阳,郝建军,郭雪(沈阳理工大学环境与化学工程学院,辽宁沈阳110159)CHEN Yang, HAO Jian-jun, GUO Xue( School of Environmental and Chemical Engineering, Shenyang Ligong UniversityShenyang 110159, China)摘要:为了提高镁合金基体的耐蚀性,采用磷化方法在其表面形成一层非金属的、不导电的、难溶的多孔磷酸盐转化膜。研究了磷化温度、磷化液pH值、磷化时间对磷化膜耐蚀性的影响,进而确定了最佳工艺条件。关键词:镁合金;耐蚀性;磷化Abstract: In order to enhance the corrosion resistance of magnesium alloy, a non-metallic, nonconductive and porous insoluble phosphating film was formed on the surface by phosphatingmethod. Influences of phosphating temperature, phosphating solution pH value and phosphatingtime on the corrosion resistance of phosphating film were studied, and then the optimal processconditions were determinedKey words: magnesium alloy; corrosion resistance; phosphating中图分类号:TG174文献标志码:A文章编号:1000-4742(2015)04-0049-03断扩大,提高镁合金的耐蚀性已成为研究热点。改0前言善镁合金的中国煤化工添加不同的合随着镁合金工业的发展及镁合金应用领域的不金;二是改般采用化学转CNMHG基金项目:辽宁省教育厅科学研究计划资助项目(No.L2012059)50·July2015Electroplating Pollution ControlVol 35 No, 4化、阳极氧化、化学镀、电镀、有机涂层等方法。本文主要采用磷化的方法在镁合金试样表面形成一层非金属的、不导电的、难溶的多孔磷酸盐转化膜,从而提高基体金属的耐蚀性。采用电化学方法对磷化膜的耐蚀性进行研究,从而确定最佳的工艺45℃条件。l75℃Ⅲ8s℃1实验1.1实验材料图1不同磷化温度下所得磷化膜的极化曲线采用AZ91D镁合金,其组成为:铝9%,锌1%镁余量。样品尺寸为30mm×20mm×3mm45℃1.2磷化工艺流程打磨—→水洗—→除油—→水洗一活化一水洗—→表面调整—→磷化—→吹干1.3主要工序说明(1)除油采用丙酮和无水乙醇除油。(2)活化氢氧化钠60g/L,柠檬酸钠30g/L,三聚磷酸图2不同磷化温度下所得磷化膜的电化学阻抗谱钠15g/L,十二烷基硫酸钠1.5g/L,65~75℃,表1不同磷化温度下所得磷化膜的电化学参数10 min磷化温度/℃Eon八VJ∞n/(pA·cm-2(3)表面调整9.441A液0.8gB液0.8g,45~55℃,10min。1.741.3331.4磷化液配方及工艺条件氧化锌1~2g/L,氟化钠0.2~0.4g/L,磷酸1.723.7863~5g/L,钼酸铵0.2~1.0g/L,十二烷基磺酸钠由表1可知:75℃时所得磷化膜的自腐蚀电流0.1~0.2g/L,酒石酸0.2~0.5g/L,pH值2.5密度最小,阻抗最大,此时磷化膜的耐蚀性最好。4.5,45~70℃,5~15min。先用400*的粗砂纸进由图2可知:75℃时所得磷化膜的容抗弧半径行粗打磨,再用金相砂纸进行细打磨。大于45℃C和85℃时的,阻抗模值也大于45℃和1.5测试方法85C时的。因此,75℃时试样的耐蚀性良好,磷化电化学测试在上海辰华公司生产的CH604C膜能起到保护基体的作用。型电化学工作站上进行。采用标准的三电极体系2.2磷化液的pH值对磷化膜耐蚀性的影响工作电极为待测试样,参比电极为饱和甘汞电极磷化液的pH值对金属磷化具有重要影响(SCE),辅助电极为惰性铂电极。在室温下,测定试般情况下,在较强的酸性溶液中镁合金迅速溶解。样在3.5%的NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻因此,磷化液的pH值决定着镁合金磷化膜的质量。抗谱。控制磷化时间5min,磷化温度75℃,考察磷2结果与讨论化液的pH值对镁合金磷化膜耐蚀性的影响。得到的极化曲线和电化学阻抗谱,分别如图3和图4所2.1磷化温度对磷化膜耐蚀性的影响示。根据 Tafel原理,对极化曲线进行拟合。得到控制磷化液的pH值2.5,磷化时间5min,考的电化学参数列舌圭?察磷化温度对镁合金磷化膜耐蚀性的影响。得到的由表中国煤化工为2.5时,自腐极化曲线和电化学阻抗谱,分别如图1和图2所示°蚀电流密度男,CNMH合金磷化膜的耐根据Tad原理,对极化曲线进行拟合。得到的电蚀性最好。化学参数列于表1中。2015年7月电镀与环保第35卷第4期(总第204期)51I pH-2.5I 5minI 10 minIl pH=4.5Ⅲ15min2.119-1.7E/V图3不同pH值下所得磷化膜的极化曲线图5不同磷化时间下所得磷化膜的极化曲线II pH=3.52002500060080010001200图4不同pH值下所得磷化膜的电化学阻抗谱图6不同磷化时间下所得磷化膜的电化学阻抗谱表2不同pH值下所得磷化膜的电化学参数表3不同磷化时间下所得磷化膜的电化学参数pH值Erorr /vJ∞r/(pA·cm-2)磷化时间/minEcor /vJ如n/(pA·cm-2)1.751.3333.51.726.886101.73V1.9734.51.726.21715-1.73V1.4912.3磷化时间对磷化膜耐蚀性的影响磷化时间对镁合金成膜有很大的影响。磷化时由表3可知:当磷化时间为5min时,自腐蚀电间短,磷化膜未完全形成,磷化膜疏松;磷化时间长流密度最小,阻抗最大,此时镁合金磷化膜的耐蚀性磷化膜被多余的酸离子溶解,磷化膜变松,晶体变粗最好。糙,耐蚀性下降。3结论控制磷化液的pH值2.5,磷化温度75℃,考察磷化时间对镁合金磷化膜耐蚀性的影响。得到的极在相同的处理液中,镁合金磷化最佳的工艺条化曲线和电化学阻抗谱,分别如图5和图6所示。件为磷化温度75℃,磷化液pH值2.5,磷化时间根据 Tafel原理,对极化曲线进行拟合。得到的电mn。化学参数列于表3中。收稿日期:2013-11-19书讯《电镀废弃物与材料的回收利用》周全法等编著,化学工业出版社出版。定价24元本书结合工业实际,详细介绍了常见电镀液的配方和电镀工艺由艹虬的居和前镀后处理,电镀废弃物的分析及其回收利用,电镀废弃物回收利用的环境保护中国煤化工用配方及工艺流程,具有较高的实践指导意义。CNMHG