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上述镁合金表面处理方法说明

返回列表 来源: 发布日期:2019-04-04

  作为现代工业合金中比重最轻的一种合金,镁合金以其较高的强度重量比和良好的防震性能 而得以广泛应用在导弹导引系统,起落轮毅,发动机机壳等零部件。近年来镁及其合金除了成为 轻质结构材料的重要替代产品外,还被应用在高强度、高减振性、电磁屏蔽性和要求良好的力学 性能的汽车及电子工业领域。由于镁的密度较低 1.74g/cm3,用镁合金铸件代替铝合金铸件,可 在同等强度下使工件的重量减轻 25--30%。据估计,在运输工具上减重 10%可以带来 5.5%的能 耗效益,可见使用镁及其合金能降低能耗并且带来可观的经济效益。由于镁的这些优良特性,国 际上对镁的消耗日益增加,世界各国对镁及其合金的开发研究也在积极进行。我国的镁蕴藏丰 富,但主要是以镁砂的形式出口,相反却要进口镁成品,这造成大量的资源和资金浪费。为了改 变这种状况,近年来,我国也开始研究开发镁及其合金产品的成型及表面处理工艺。但是,镁是 极活泼的金属,其耐蚀性极差,且其耐磨性也不能满足工业材料的要求因此镁合金在使用前必需 进行表面处理。现在镁合金的表面改性技术已经发展了几种不同的新技术。 镁合金表面改性的几种新技术[1]: (1) 激光处理 用激光处理材料的兴趣是基于其具有的高能密度和可以将能量用于指定的金属表面,在使 用高能量的激光时,可以控制温度。目前见于报道的镁合金激光处理主要有激光表面热处理和激 光表面合金化。 (2) 离子注入 离子注入材料表面改性是将离子化的物质粒子注入材料表面,它不需要遵守热力学定律。有 专家通过交流阻抗法和扫描电镜腐蚀形貌观察进行了一些机理探讨,发现离子注入改性层有利 于抑制丝状腐蚀和点蚀的产生。

   (3) 镁合金物理气相沉积(PVD)合金化 PVD 方法的优点是其原理为用不同的源将镁和合金元素分别气化,然后让两种蒸气混合, 形成不同混合气压比的 PVD 合金,其优点冷却速度可以超过 1016Ks-1,气相固化快,与铁合金 化的合金元素种类可增多,形成合金的熔点可高于镁的沸点。 (4) 镁合金等离子微弧氧化 等离子体微弧氧化简称微弧氧化(MAO),它是一种直接在有色金属表面原位生长陶瓷层的 新技术。该技术是最近十几年在阳极氧化基础上发展起来的, 但两者在机理上、工艺上以及膜层 性能上都有许多不同之处。所谓等离子体就是由大量的自由电子和离子组成, 且在整体上表现为 电中性的物质, 它被称为固态、气态和液态以外的第四态。处于热等离子态的物质具有强的导电 性, 且能量集中, 温度较高, 是一个高热、高温的能源。所谓微弧氧化就是将 Al、Mg、Ti 等 阀金属或其合金置于电解质水溶液中, 利用电化学方法,在该材料的表面微孔中产生火花放电斑 点, 在热化学、等离子体化学和电化学的共同作用下, 生成陶瓷膜层的方法。这里所说的阀金属 是德国学者 A·贡特舒尔茨引入的概念, 即阀金属就是在金属-氧化物-电解液系中具有电解阀门 作用的金属。与传统的阳极氧化法相比, 微弧氧化陶瓷膜与基体结合牢固, 结构致密, 具有良好 的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性, 具有广阔的应用前景。 上述镁合金表面处理方法的研究刚刚开始,有关的报道不多。许多机理性的研究工作还有待 深入。


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