镁合金的电偶腐蚀及防护

镁合金的电偶腐蚀及防护 2008年l2月电镀与精饰第30卷第l2期(总189期)?31? 文章编号:lOO1-3849(2008)12—0031—04 镁合金的电偶腐蚀及防护 惠怀兵,刘晔红,许岩 (1.东风汽车有限公司工艺研究所,湖北十堰442001;2.湖南大学化学化工学院,湖 南长沙 410082) 摘要:针对镁合金在汽车使用过程中易出现电偶腐蚀这一实际难题,从镁合金的 腐蚀机理角度进行 较深入的分析,探讨,进而寻找有效的镁合金防护 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 .通过试验发现使用Zn,Al 处理层的紧固件 以及使用铝合金 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 和橡胶材料垫圈的方法能够有效地减缓镁合金的电偶腐 蚀,为促进镁合金在 汽车工业零部件中的广泛应用提供了理论依据. 关键词:电偶腐蚀;镁合金;防护 中图分类号:TG174.44文献标识码:B 引言 CoupleCorrosionandProtectionofMagnesiumAlloy HUIHuai—bing,LIUYe—hong,XUYan 镁及镁合金具有低密度,高的比强度和比刚度, 优良的电磁屏蔽性和阻尼减震性能等,在汽车,航 空,电子产业中得到了广泛的应用.随着铝,钛等轻 金属价格的飞涨,镁合金相对稳定的价格和轻质高 强的优点使其逐渐成为汽车,摩托车轻量化的首选 材料.近年来,虽然在镁合金开发上已经取得了可 喜的进展.但镁在实用金属中电位负, 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 电极电 位为一2.73V.当镁合金中含有某些金属杂质元素 (如Fe,Ni,Cu等)或者在使用的过程中与这些电位 较正的材料接触时,由于材料问的电极电位相差较 大,就不可避免地引起电偶腐蚀.为了使镁合金材 料能够在汽车工业中得到广泛的应用,其电偶腐蚀 也是必须解决的问题之一. 1试验部分 1.1测试板材的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和材料的选择 材料为AZ91D测试板材尺寸大致为8.7cmx 6.8cm×0.5cm.镁合金试样表面经机加工后采用 化学钝化处理和喷漆处理. 在板上分别装有四对M8的紧固件组和一对 M10的紧固件组,每组紧固件有一个螺栓一个螺母; 对于考察垫圈的保护作用时,每个紧固件组还有一 个由不同材料加工成的垫圈. 1.2耐蚀性能测试 试验按照GB/T10125标准进行. 2试验结果 选择了五种表面状况的螺栓组件: 锌覆盖层在汽车工业中已经得到很广泛的应 用.选择了对六价铬彩色钝化镀锌件进行试验(镀 层的厚度大概为8m). zn—Al混合涂料是用有机粘结剂把锌粉附着在 试样的表面同时在上面涂上一层含有铝片的有机 层.铝质量浓度在10%左右. 还选择了无镀层钢铁件,铝合金紧固件,镀锌后 涂胶件进行测试. 收稿日期:2008—04—22修回日期:2008—06.03 作者简介:惠怀兵(1981一),男,江苏盐城人,东风汽车有限公司工艺研究所助理工 程师 2008年12月电镀与精饰第30卷第12期(总189期)?33? 胶的紧固件周围基本没有什么腐蚀. 从图2(b)中可以看出在8h的盐雾腐蚀试验 后,使用橡胶,zn及AI涂层以及镀锌彩钝垫圈的紧 固件周围基本没有腐蚀,而使用裸钢和铝合金垫圈 的紧固件周围的腐蚀比较严重. 从图3(a)可以看出通过24h的盐雾试验后裸 钢,zn及A1涂层和铝合金螺栓周围的腐蚀更加严 重,而镀锌彩色钝化,镀锌涂胶的紧固件周围也开始 出现腐蚀,使用涂胶层的螺栓周围的电偶腐蚀相比 镀锌彩色钝化螺栓要轻得多. 从图3(b)显示使用橡胶,zn及Al涂层以及镀 锌彩钝垫圈的紧固件周围也已经开始出现腐蚀,使 用橡胶垫圈的镁合金周围的腐蚀面积相对要小得 多,而使用裸钢和铝合金垫圈的紧固件周围的腐蚀 特别严重. 从图2(c),(d)和图3(c),(d)中可以看出表 面喷漆处理的镁合金基本没有发生腐蚀. 通过以上试验可看出: 1)对镀锌钝化的螺栓进行涂胶处理可以有效 地减缓镁合金的电偶腐蚀,而裸钢,zn及Al涂层处 理的螺栓和铝合金螺栓会加速使镁合金发生电偶 腐蚀. 2)使用橡胶垫圈可大大地降低镁合金板的电 偶腐蚀速度,而使用裸钢,铝合金垫圈会使镁合金的 电偶腐蚀加剧,使用镀锌彩色钝化和zn及Al涂层 处理的垫圈对镁合金电偶腐蚀有一定的防护作用. 3)好的涂装膜层也可以有效降低和有镀层钢 质紧固件接触的镁合金板的腐蚀. 3讨论 要想深入地了解镁合金的电偶腐蚀进而对其采 取相应的保护措施就必须对电偶腐蚀从机理上进行 深入的了解. 3.1电偶腐蚀的机理 电位较负的金属与电位较正的金属形成腐蚀电 池,电位较负金属发生阳极溶解;电极电位较正的金 属由于和电极电位较负的金属相接触而产生阴极极 化,结果是腐蚀速度下降起到阴极保护的作用J. 为了减轻电偶腐蚀,相互接触金属的腐蚀电位 应该尽可能地相接近;如果接触的界面不能完全的 实现绝缘隔离,应该使它们间的极化电阻尽可能地 高.设计时应尽量地避免大阴极小阳极现象,但这 会在用于汽车部件时受到空间的限制,可行的路径 是寻找最适合而且费用允许范围内的材料. 3.2镁合金的电偶腐蚀及其防护机理 要想有效地减小电偶腐蚀,必须从减小阴阳极 的电极电位差和增加它们之间的电阻着手. 实验中使用的ZL106是高硅含量的铝合金材 料,其电极电位比较正,铝合金材料的垫圈不但没有 起到理想的保护效果,还使得电偶腐蚀加剧.因此 要获得理想的能与镁合金材料电位相当的材料,会 由于材料在合成过程中可变因素比较多而难以实 现,同时试验中发现铝合金自身的耐蚀性能就很差, 在使用时也需要经过表面处理,所以铝合金材料紧 固件在没有特殊要求的前提下不太适合用于镁合金 材料. 铁的电极电位大约为.0.4V,与镁合金的电极 电位相差很大,这就很好地解释了裸钢做成的螺栓 和垫圈周围的镁合金板电偶腐蚀特别的严重. 以上从减小阴阳极电极电位差的角度分析,下 面从增加极化电阻的角度对镁合金的电偶腐蚀的防 护机理进行分析. 锌的标准电极电位是.0.763V,镀锌层对镁合 金的电偶腐蚀比铝合金要严重,但是本试验中的结 果确不是这样,这主要是由于镀锌层表面有一层钝 化膜,这样就使得表面的电阻大为提高,这样就大大 地减缓了镁合金的电偶腐蚀速度. 本课题使用的zn及Al涂层中的铝的质量分数 大约为10%,其余部分为锌还有少量的铬酸,经 300~C左右烘烤成膜,形成锌,铝,铬无机涂层.固化 时,涂膜中的水分,有机类(纤维素)物质等挥发成 份在挥发的同时,依靠达克罗母液中的高价铬盐的 氧化性,使电极电位负值较大的单质锌片,铝片浆与 铁基体反应,形成Fe,zn,A1的铬盐化合物.zn及 A1涂层的电极电位在5%的NaC1中为一0.8V左右, zn及Al涂层对镁合金的电偶腐蚀防护性能应该和 镀锌钝化相当,试验中zn及Al涂层垫圈和镀锌钝 化垫圈的电偶腐蚀相当可以验证.试验中zn及Al 涂层螺栓周围的电偶腐蚀要比镀锌钝化试样周围严 重,通过分析得知试样在钻孔时使得镁合金表面的 氧化膜破坏所致. 橡胶垫圈作为一种绝缘材料,其电阻很大,橡胶 垫圈能够有效地减缓腐蚀电流,进而对镁合金材料 起到很好的保护作用. ? 34?Dec.2008Vo1.30No.12SerialNo.】89 但是在使用的过程中橡胶垫圈只能防止螺母和 镁合金的接触,并不能防止螺栓和镁合金板的接触, 对这一问题也进行了单独的试验.结果发现镀锌钝 化后再进行涂胶的螺栓,比没有涂胶处理的镀锌钝 化螺栓,可以对镁合金板起到很好的保护作用,这也 是由于涂胶层可以起到有效的绝缘作用. 涂漆膜层的电阻要比镁合金表面氧化层的电阻 要大得多,所以在镁合金表面涂一层油漆层对防止 电偶腐蚀能起到立竿见影的效果. 4结论 不用铝合金材料做紧固件. 2)在紧固件和镁合金板接触地方外加绝缘性 垫圈可以有效地防止镁合金的电偶腐蚀. 3)采用涂胶螺栓可以有效地减缓镁合金板与 螺栓相连接处的接触腐蚀. 4)从电化学的角度对镁合金的电偶腐蚀进行 了初步的探讨外,还对喷漆的镁合金材料进行电偶 腐蚀的试验,结果发现使用涂漆膜层的样件能够有 效地阻止电偶腐蚀,如果再配合使用电化学的防护 方法,合理采用相应处理的螺栓件,在实际的应用中 一 定能够收到很好的效果. 田 1)使用与 ,皇竺金参考文献:37螺栓从,k’tt 凹FKItl原理上来讲可以有效地减缓镁合金tIT,q-,一… 的电偶腐蚀,但是由于采用与镁合金电位相近的铝[1]魏宝明.金属腐蚀理论及应 用[M].北京:化学工业 合金材料紧固件在工艺上比较难实现,而且表面不出版社,2004.141_143. 进行处理的铝合金自身就比较容易腐蚀,所以一般 《电镀与精饰》 是电镀与精饰工作者必读刊物 —— 欢迎订阅 《电镀与精饰》是天津市电镀 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学会主办的电镀专业技术刊物,创刊于1973年.本刊主要介绍电镀 及其它表面处理技术领域的动态,水平,发展趋势,科研成果及专题资料;贯彻科学技术为国民经济服务,理 论与实践结合,普及与提高并重的方针,强调应用技术研究与探讨,并以适当的篇幅对青年技工和初级技术 人员进行辅导,适于从事电镀与精饰工作的工程技术人员,科学工作者,高等院校师生及广大技术工人,生产 管理者阅读参考. 本刊连续多年被评为天津市一级科技期刊,是中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊),《中国学 术期刊综合评价数据库》统计源刊,《中国学术期刊文摘》收录期刊,《中国学术期刊(光盘版)》全文收录期 刊,《万方数据一数字化期刊群》收录期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录 cA》(美)收录用刊, 期刊,《 俄罗斯《文摘杂志》收录用刊. 《电镀与精饰》为月刊,每月15日出版,国内外公开发行,全国各地邮局均可订阅.邮发代号:18—145, 2009年全年定价:72.00元.如与编辑部联系补订,加邮寄挂号费36.o0年. 编辑部地址:天津市河东区新开路美福园2号楼1门102室(300011) 电话:022.24322003传真:022.24410281 E—mail:DDYJS@126.comTJDDXH@126.COrn 苏州泰利达公司,盐城泰利达公司诚聘 …… 我公司是专业设计,制造成套电镀设备的厂家,因公司发展需要,诚聘制造”高频开关电源”,”冷冻机” 的人员,能独立设计,安装,调试高频开关电源,三年以上相关工作经验.另大量招聘熟练工(电工,钣金工, 钳工,塑料焊工),欢迎同行有识,有能,有贤之士自我举荐或向我公司推荐.以上人员一经录用,待遇从优. 工作地点:苏州,盐城联系人:吴先生联系电话:0515—886688888866999913805108876