AZ31B镁合金微弧氧化—涂装复合层制备工艺及其性能研究

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镁合金具有密度低、比强度高、比刚度良好等优良性能,且储藏量丰富,具有很广阔的应用前景,但是由于镁合金的化学反应活性极高,极易腐蚀,限制了镁合金的应用。镁合金微弧氧化处理技术可大大提高镁合金耐蚀性,但由于微弧氧化膜层表面疏松多孔,对微弧氧化膜层再进行一次封孔处理,将能进一步提升镁合金的耐蚀性能,具有深远的现实意义。本文通过对镁合金进行微弧氧化-电泳复合处理及微弧氧化-UV固化复合处理两种处理工艺,分别制备出不同特性的复合膜层,采用控制变量实验研究电泳工艺参数和UV固化工艺参数对复合膜层性能的影响,考察了两种工艺制备的复合膜层膜基结合性能及耐蚀性,并通过性能检测得到最优工艺参数。研究结果表明:(1)镁合金微弧氧化-电泳复合膜层制备过程中对环境污染较小,操作较简单,微弧氧化层的多孔为电泳提供了良好的基础条件,经过复合处理后的镁合金,其耐中性盐雾试验可达200h以上,耐酸性实验可达20h以上,耐蚀性十分卓越,对船体、航天器等设备的表面处理有很大的应用意义。(2)镁合金微弧氧化-UV固化复合膜层制备过程环保无污染,固化速率快,成本低,漆液可以调配颜色,能够提升膜层的装饰性,固化时浸涂方式较喷涂方式成膜更加均匀,在镁合金表面无法直接固化成膜,需要经过微弧氧化后再固化,实际应用只需固化一层,耐蚀性在中性盐雾试验中可超200h,对3C设备的表面处理有很大的应用意义。(3)氧化层厚度对复合膜层的厚度、表面粗糙度、结合力、耐蚀性有一定影响。对镁合金微弧氧化-电泳复合膜层而言,氧化层越厚,复合膜层越厚,表面粗糙度越低,当氧化层厚度为25 μm时,结合力和耐蚀性最好;对镁合金微弧氧化-UV固化复合膜层而言,氧化层越厚,复合膜层越薄,表面粗糙度越大,氧化层厚度为15 μm时,结合力和耐蚀性最好。(4)电泳/固化时间对复合膜层的厚度、表面粗糙度、结合力、耐蚀性有一定影响。对镁合金微弧氧化-电泳复合膜层而言,电泳时间越长,复合膜层越厚,当固化时间为120s时,表面粗糙度最低,结合力和耐蚀性最好;对镁合金微弧氧化-UV固化复合膜层而言,固化时间越长,复合膜层厚度总体变化不大,表面粗糙度在固化时间为40s时最低,固化时间为60s时,结合力最好,固化时间为20s和60s时,耐蚀性最好。
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