镁合金黑色化学转化膜工艺研究-正交试验.docx

镁合金黑色化学转化膜工艺研究正交试验-论文网论文摘要：通过正交试验，优化得出镁合金黑色化学转化膜最佳工艺配方参数为：NaCr2O2HO150g/l；MgSO7HO75g/l；MnSO5HO75g/l；添加剂20g/l，操作条件：温度85—100℃时间10—20min，找出配方中各成分对镁合金黑色化学转化膜耐腐蚀性、附着强度的影响，提升了镁合金表面处理质量，为镁合金表面处理实际生产提供了参考。论文关键词：镁合金,黑色转化膜,正交试验1、前言自20世纪90中期以来，随着能源价格的不断上涨以及可持续发展要求的提高，资源和环境已成为人类可持续发展的首要问题，新型轻型合金材料的研究越来越受到重视，镁合金凭借其优良的性能受到许多国内外专家的关注，但是，镁合金同时也存在耐腐蚀性及附着强度差、易燃、室温塑性变形困难等缺点，使得镁合金的应用受到了很大的限制，因此，需进行有效的防护处理才能发挥其优良性能。目前，为了提高镁合金的耐腐蚀性，通常需对其进行表面改性处理，主要有阳极氧化、微弧氧化、化学镀、化学转化、有机涂层等；其中化学转化处理以其工艺简单、成本低廉被广泛采用。我公司镁合金零件产品因技术要求，需将镁合金零件表面处理成黑色膜层，该膜层被广泛用于光学仪器消光、涂装底层及保护镁合金之用，这就要求膜层具有极好的附着强度和在大气中的耐腐蚀性，根据公司军民品生产的产品品种、规格、零件大小、数量、技术要求等情况，结合公司现有设备及生产条件，在众多的镁合金表面处理方法中，我们采用化学转化膜处理。通过一段时间的现行生产，镁合金黑色化学转化膜处理存在的主要问题有（1）膜层外观、附着强度差；用脱脂棉可轻松擦去膜层，（2）膜层抗腐蚀性能差。这些问题已经成了镁合金表面处理瓶颈问题，必需尽快加以解决。特别对于我们这样的公司，光学结构件、军品结构件近年来大量使用到了镁合金材料，表面处理质量的好坏直接决定了产品质量的优劣，并且决定了产品投入成本的大小，做好镁合金表面处理生产，是降低军民品生产成本，避免损失，挽救制品的最有效途径，意义相当重大。2、试验条件2、1试验所用化学试剂和镁合金试样试验所用镁合金试样为：50X30X10mm牌号为MB15(ZK61H18)；各合金元素的质量分数分别为：w（Al）0.05%w（Mn）0.10%w（Zn）5.0~6.0%w（Zr）0.3~0.9%w（Cu）0.05%w（Ni）0.005%w（Si）0.05%w（Fe）0.05%w（Be）0.01%其它0.30%。所用化学试剂为：NaCr2O2HO；MgSO7HO；MnSO5HO；添加剂（由中原电镀技术实业公司生产）。2、2工艺流程上挂—脱脂—水洗—酸洗—水洗—化学转化膜—水洗—填充—热水洗—热风干燥—下挂—检验，结合有关文献资料。确定了镁合金黑色化学转化膜的基础工艺配方为：NaCr2O2HO120—150g/l；MgSO7HO40—75g/l；MnSO5HO40—75g/l；添加剂10—30g/l，操作条件：温度85—100℃时间10—20min。2、3检测方法2、3、1、根据WJ2607-2003《兵器产品表面化学处理与电化学氧化处理膜层通用规范》标准中的擦拭法检测附着强度。2、3、2、根据HB5061-77《镁合金化学氧化膜层质量检验》标准中的滴定法检测膜层耐腐蚀性。3、正交试验设计试验采用4因素3水平L（3）正交试验方法，经分析确定NaCr2O2HO；MgSO7HO；MnSO5HOl；添加剂，的含量为正交试验的4个影响因素，分别用A、B、C、D表示，对于每个因素取3个水平试验，试验温度85—100℃时间10—20min。正交试验因素水平选择如表1表1g/l水平ABCDNaCr2O2HOMgSO7HOMnSO5HO添加剂1231201501704060754050751020303、1结果与讨论各试验因素对镁合金化学转化膜的耐腐蚀性、附着强度的影响，其试验数据如表2表2试验号因素评价指标ABCD耐腐蚀性/S附着强度/次1234567891111234.51222255133327621233072231337.52312341031323283213317.53321306对正交试验数据进行处理，具体的数据处理过程省略，处理后的结果见表3表3耐腐蚀性K12528.3329.3328.67K232.3329.6728.3330.33K33130.3330.6729.33R7.3322.341.66附着强度K15.176.57.336K28.176.6767.67K37.177.337.176.83R30.831.331.67对表3分析可知：各因素对膜层耐腐蚀性的影响大小顺序为：NaCr2O2HO＞MnSO5HO＞MgSO7HO＞添加剂；对膜层附着强度的影响大小顺序为：NaCr2O2HO＞