镁合金微弧氧化膜层制备技术及其耐蚀性研究

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1、西安理工大学硕士学位论文相机、数字音响处理产品(VCD、DVD、数字摄像机)、数字音响产品(CD、MD等)、军事电子通讯器材中的应用也相当广泛，而且还在进一步的发展中【3】。由于镁合金的比重小和能量衰减系数大，所以在汽车工业上运用的增长比其他任何材料都快得多，德国大众汽车公司的变速箱采用镁合金铸件后，重量减轻4．5kg，美国伏特汽车公司采用AM60镁合金生产车座支架取代钢制支架，使座椅重量从4Kg减为1Kg[23】。轿车重量每降低100Kg，耗油将减少0．7L／百公里【2”。且镁合金在轿车上的广泛应用，不仅能减轻

2、重量，节约能源，而且能降低汽车重心【231，增加稳定性，故无论从节能角度还是从环保角度看，镁合金在轿车行业的使用都势在必行。80年代以来，世界汽车工业中镁合金铸件的应用不断增加【24．251，90年代以后年增长率达到20％，预计到2006年镁合金的压铸件的需求量将达到1996年的4倍，达到20万吨。汽车制造业将是镁合金铸件的摄大用户【2”。汽车上使用的镁合金压铸件已扩展到驾驶盘、仪表盘框架、制动马达、悬挂件零件、座椅架、发动机零件、离合器外壳、动力转向器壳体、手制动杆掣2引。尤其是美国研制的一种镁合金轮毂，在轮胎

3、被扎穿后仍能以48km／h的速度行使，汽车不受损害12”。为确保减少车辆重量所需的镁的长期供应，一些大汽车公司已直接或间接地投资镁制造厂，如美国的通用汽车已向加拿大的NorskHydro，挪威和俄罗斯的Solikamsk长期订购；Ford汽车厂2000年成为澳大利亚Queensland年产90，000吨的镁制造厂的主要投资者【26】。我国是自行车的制造和出口国，作为健身器材的镁合金自行车、镁合金自动车已在欧美市场引起极大兴趣，此举必将导致镁合金管材需求量的剧增。因此镁合金材料应用市场具有很大的发展潜力。1．1．2

4、镁及其合金表面处理工艺研究目的及意义中国是镁业大国，镁的蕴藏量约占世界的71％，相对集中分布在晋、陕、宁、青地域带【2】。依据强大的资源优势，中国已成为世界最大的1绪论镁生产国和镁出口国，镁工业如今是我国为数不多的重要的出口创汇产业之一。1999年我国镁锭产量约16万吨，出口量达13．7万吨，除仅有2万吨左右用于简单的沙型铸造镁合金、炼钢炉脱硫、生产球墨铸铁及配制铝合金外，绝大多数都是以原材料形式直接出口，且由于品质方面原因，国产镁锭在国际市场上与俄罗斯等国的镁锭每吨差价约为600～700美元。但商品市场上镁合金

5、制作的电子、资讯业产品的壳体及轿车、摩托车的零部件却呈上升趋势，这种现象表明我国在镁资源利用上处于原材料产量大、镁制品消费量大、资源深化加工能力极小的开发劣势。为了尽快使我国这一特色资源发挥应有的效用，改变目前“粗出精进”的被动局面，科技部已将镁合金的应用开发列为“十五”科技攻关的主题项目，国内行业的龙头企业如：海尔、海信、奥柯玛、TCL、康佳己拟定了镁合金壳体采用计划并积极寻求配套供应厂商。境内珠三角的台资、港资企业如富士康、品钢、嘉瑞等已从境外争取到镁合金壳体加工订单。全球经济一体化进程的加速将促使汽车的零部

6、件加工，电脑及信息产业、其他产品的壳体制造向亚太地区转移，我国因材料、人力和资源的三重优势，十几年的市场培育，全球加工业的战略地位已获境外认同，事实上国际上同行业的许多品牌公司已开始在我国直接或间接地着手武装自己的镁合金加工配套企业，这种市场迁移为镁合金这一资源的开发利用带来了广阔的市场空间。镁合金虽有以上所述的诸多性能优势，但是在空气中自然形成的碱式碳酸盐膜防护性很差，因此镁合金作为结构材料和壳体时，必须采取可靠的表面防护措施。相对铝合金而言，镁合金的快速发展时间短，表面防护处理工艺中采用的化学氧化和阳极氧化均

7、属铝合金表面处理工艺的修正，应用上存在诸多不足，镁合金的化学氧化膜很薄(卜2um)，耐蚀性很差；镁合金的阳极氧化膜质脆而多孔，所以一般只作装饰及中间工序防护，很少单独使用。为了提高镁合金阳极氧化膜的耐蚀性能，一般阳极氧化后都需要进行喷涂油漆、树脂或塑料等有机涂层。如此过西安理工大学硕士学位论文程，使表面处理的成本剧增。例如镁合金笔记本电脑外壳成本构成，压铸成形后，很多工序中材料成本占lO％，压铸占10％，后处理高达80％。且镁合金阳极氧化的酸性溶液中要加入大量铬酐(35-459／1)，容易造成环境污染。欧盟会员提

8、出到2003年将全面禁止业者使用以铬系来处理金属表面【161。因此，研制出一种操作过程简单、防腐性能优越，对环境过程污染小或无污染的镁合金表面处理工艺和设备，以满足镁合金产业发展的需要，增加国内镁合金制品在国际市场高利润的竞争实力具有重要的意义。目前，微弧氧化处理正是这样一种先进的表面处理工艺。1．2微弧氧化处理技术1．2．1微弧氧化处理技术的特点及应用近十年来，由于世界