实验所用材料为AZ91D压铸镁合金,其化学成分(质量分数,%)为:8.59Al,0.82Zn,0.18Mn,0.049Si,0.004Fe,0.002Cu,0.001Ni,余为Mg。线切割成30mm×30mm×5mm的试样。将镁合金样用水磨砂纸手磨至1000#,用粗糙度仪测得表面粗糙度为0.2。无铬化学转化工艺流程为:打磨→丙酮超声波清洗→吹干→除油脱脂→水洗→化学转化→水洗→(封孔)→水洗→烘干,详见表1(记B1为磷酸盐
转化样,B2为转化后封孔样)。
在经过水磨砂纸预磨的基础上,用喷砂机对样品表面进行喷砂处理。砂粒选用280目白刚玉砂(Al2O3),喷砂压力0.20MPa,喷砂距离100cm,喷砂时间1min。
用实验型多功能镀膜机在磨好的空白样上沉积金属钛薄膜。具体工艺为:本底真空度7.2×10-3Pa,温度150℃,工件架公转2.0r/min,Ar2流量150mL/min。样品炉内清洗:Ar2压力0.4Pa,离子源电流2.0A,偏压695V。镀膜:开单靶挡板,直流靶1:Ti靶,1.2kW(3.0A×400V);直流靶2:Ti靶,1.08kW(3.0A×360V);Ar2压力0.4Pa,离子源1.0A,偏压100V,占空比70.0%;沉积2h。
结果显示,磷酸盐在AZ91D镁合金表面制备的无铬化学转化膜,比较均匀致密,存在显微裂纹,经封孔后能有效封闭表面的缝隙,并进一步提高其耐蚀性。喷砂处理后AZ91D镁合金表面硬度达159.0HV,粗糙度达1.15μm,但耐蚀性反而比基体还差。用PVD法沉积了钛薄膜层后,AZ91D镁合金的硬度、粗糙度变化不大,XRD分析物相主要由Mg、Ti组成,耐蚀性有较大程度的提高。
综上可知,磷酸盐化学转化和真空沉积钛层都不失为提高压铸镁合金AZ91D表面的耐蚀性的好手段。喷砂处理对提高其表层的硬度和粗糙度贡献很大,但使耐蚀性反而下降。
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