AZ91D镁合金表面熔盐热扩渗锌涂层组织结构与腐蚀性能研究

• 作 者: 杨新量
• 机 构: 武汉理工大学
• 出 处: 武汉理工大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: AZ91D镁合金 熔盐热扩渗 金属间化合物 耐腐蚀性能 锌涂层 组织结构

在提倡资源节约和环境保护的大潮流背景下，世界上最轻的金属结构材料镁合金，已经在汽车、生物医疗等领域得到了大量应用，但是镁合金的耐腐蚀性能较差，严重的制约了它更广泛的应用，因此对镁合金进行表面改性借此来提高其耐蚀性逐渐成为了近年来研究的热门课题。　　
本文采用ZnCl2-NaCl低温熔盐体系(其中ZnCl2∶NaCl=0.677∶0.323)对AZ91D镁合金进行表面热扩渗处理，借助SEM、EDX、XRD以及极化曲线测试研究热扩渗层的组织结构和耐蚀性能。实验结果显示，在300℃至325℃的热扩渗温度区间，时间为12h时均能形成一定厚度的热扩渗层;在热扩渗温度325℃时，随着热扩渗时间(6h、9h、12h、15h)的增加，渗层厚度逐渐增加;热扩渗温度325℃和热扩渗时间12h时，添加不同含量的稀土(3％、6％、9％)，其中Ce含量为3％时渗层结构最致密且渗层较厚。XRD显示镁合金表面形成的渗层主要由金属间化合物组成，分别为:β-Mg17(Al，Zn)12，(Φ)-(Mg11Al5Zn4)，τ-Mg32(Al，Zn)49。动力学分析表明，渗层的形成机制主要是活性原子通过反应扩散与镁合金基体中的镁铝原子反应生成金属化合物。在3.5wt％NaCl溶液中进行极化曲线测试，结果表明，经过热扩渗的试样其腐蚀速率均低于未经处理的镁合金，镁合金的耐蚀性得到了显著地提高。　　
该工艺能够在镁合金表面获得耐蚀性优良的热扩渗层，其中热扩渗温度和时间是影响热扩渗过程的重要因素。该工艺具有扩渗温度明显低于固态热扩渗工艺，操作简单，形成的热扩渗层与基体是为冶金结合等优点，且形成的渗层具有较好的耐腐蚀性能。在本实验条件下较理想的工艺参数为:扩渗温度不高于325℃，热扩渗时间不低于12h，且当熔盐中Ce含量为3％时，镁合金的耐蚀性得到了一定提高。