マグネシウム合金の陽極酸化と化成処理

镁合金阳极氧化及化学转化处理

基本信息

批准号：
02F00105
负责人：
興戸正純
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

純MgおよびAZ31(3mass%Al,1mass%Zn),AZ91(9mass%Al,1mass%Zn)マグネシウム合金を試料として用い,Mg(OH)_2,KOH, LiOH,およびNaOH溶液中において,各pHを調整し,直流電圧,処理時間・温度を変化させて,陽極酸化処理を行った.表面に形成される陽極酸化膜は,80Vの電圧が高い場合は酸化マグネシウムが,10V以下の低電圧の場合には水酸化マグネシウムであった.陽極酸化を行った後,各種水溶液中において封孔処理を行った.これらの手法で表面処理を施した試料を3mass%NaCl水溶液中において陽分極し孔食電位を測定し,耐食性を比較した.その結果,陽極酸化電位が低く,表面が水酸化マグネシウムで被覆されているもの程,耐食性に優れていた.陽極酸化水溶液は,温度が高く,pHが高いほど良い耐食性を示した.また,高pHのアルカリ水溶液中で封孔処理を長時間することにより,耐食性が向上することが明らかとなった.一方,化成処理の研究においては,主に,鋳造用のAZ91合金を使用し,添加剤を含む25℃のコロイダルシリカ水溶液中に数十秒間浸して,化成被膜を得た.添加剤として,硫酸コバルト,硫酸チタンを含み,pH2の水溶液中で処理したものが耐食性が最も向上した.皮膜はコロイダルシリカが凝集したものであり,水酸化マグネシウムとの混合被膜であった.添加剤のチタンイオンはコロイダルシリカの表面電荷を正にする作用があり,コバルトイオンは基材のマグネシウム合金の表面反応に関与することが明らかとなった.これらの添加剤がないと耐食性のある化成膜は形成されなかった.また,処理液中に硝酸イオンが存在することが化成膜形成にとって必要であることがわかった.

以纯Mg和AZ31（3mass%Al、1mass%Zn）、AZ91（9mass%Al、1mass%Zn）镁合金为样品，Mg(OH)_2、KOH、在LiOH和NaOH溶液中，通过调整各自的pH值并改变直流电压、处理时间和温度来进行阳极氧化。在表面上形成的阳极氧化膜是当在10V以下的低电压下使用氧化镁时，它是镁阳极氧化后，在各种水溶液中进行封孔。使用这些方法进行表面处理将样品在3质量％的NaCl水溶液中进行阳极极化，并比较耐腐蚀性能。结果表明，阳极氧化电位越低且表面涂覆氢氧化镁的耐腐蚀性能越高。阳极氧化水溶液的温度和pH值越高，耐腐蚀性越好。另外，通过在高pH碱性水溶液中长时间密封，耐腐蚀性能提高。另一方面，化学转化处理的研究主要采用AZ91合金进行铸造，将其在25℃的含有添加剂的胶体二氧化硅水溶液中浸泡数十秒，形成化学转化膜，提高了耐腐蚀性。当添加剂包括硫酸钴和硫酸钛并在 pH 2 的水溶液中处理时，效果最为显着。结果表明，添加剂钛离子具有使胶体二氧化硅表面带正电荷的作用，而钴离子参与基体镁合金的表面反应，没有这些添加剂就无法形成耐腐蚀化学涂层。还发现处理溶液中硝酸根离子的存在对于化学涂层的形成是必要的。