SAE汽車(chē)防腐蝕老化分會(huì)年會(huì)論文模板

1、SiO2 對(duì)鎂合金陰極電泳涂層耐磨性的影響XXX 1， XXX 2， XXX 2（ 1.上海交通大學(xué)，上海200240； 2. 北京科技大學(xué)，北京100083）摘 要： 摘要主要由三部分組成，即：研究的問(wèn)題、過(guò)程（或方法）、結(jié)果。關(guān)鍵詞： 鎂合金；陰極電泳涂層；耐磨性；磨損機(jī)制在常用金屬結(jié)構(gòu)材料中，鎂合金的耐蝕性較差，常需進(jìn)行耐蝕防護(hù)處理，如有機(jī)涂層、微弧氧化和稀土轉(zhuǎn)化膜1-3 等，其中最常用的是有機(jī)涂層防護(hù)處理。該方法具有操作簡(jiǎn)便、成本低、環(huán)保、涂層耐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)4 ，但涂層耐磨性較差，在使用過(guò)程中，鎂合金部件與其他物品發(fā)生摩擦、磕碰，都會(huì)對(duì)有機(jī)涂層造成損傷，這既影響了美觀，也影響了膜層的防

2、護(hù)性能。1 試驗(yàn)1.1 涂層制備所用變形鎂合金AZ31B 的化學(xué)成分 （以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)）為：Si 0.021% ，F(xiàn)e 0.0015%，Cu 0.0011% ，Mn 0.4% ，Al 2.91% ，Zn 0.85%，Ni 0.00084% ，Mg 余量。鎂合金的前處理流程為： 60 洗衣粉溶液中浸泡 40 min水清洗干凈 砂紙打磨至 2000號(hào) 酒精中洗凈 晾干備用。1.2 性能測(cè)試及組織觀察1）采用 UMT 摩擦磨損測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試四種涂層的耐磨性能。取完整樣品，在中間沿寬度方向以直線(xiàn)往復(fù)式進(jìn)行摩擦磨損測(cè)試，相關(guān)測(cè)試參數(shù)如下：滾球?yàn)橹睆? mm的GCr15 鋼，摩擦速度 15 mm/s，載荷 5

3、 N，測(cè)試時(shí)間 10 min 。用蔡司 EVO18 掃描電鏡、數(shù)碼相機(jī)、奧林巴斯 BX53 光學(xué)顯微鏡對(duì)涂層及其摩擦磨損后的磨痕進(jìn)行觀察，并用掃描電鏡附帶的EDS能譜儀分析元素和成分。2）采用 NMP 試劑測(cè)試涂層的抗有機(jī)溶劑溶脹能力。將樣品沖成直徑為13 mm的圓片，浸泡于 NMP 液中，水浴溫度為60 。 3）通過(guò) Machu 實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層的耐蝕性進(jìn)行評(píng)價(jià)，所用腐蝕介質(zhì)為5%NaCl+0.6%H 2O2（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)）溶液。先對(duì)樣品進(jìn)行封邊處理，用工具刀在涂層表面矩形對(duì)角線(xiàn)上刻劃兩條深達(dá)基體的劃痕，劃痕長(zhǎng)度為 4 cm，再在 37 下浸泡 24 h，之后更新腐蝕溶液，再浸泡 24 h。取出試

4、樣，用膠帶沿劃痕剝離涂層，觀察涂層脫落程度。2 結(jié)果及分析2.1 硅烷改性 SiO2粉體對(duì)涂層基本性能參數(shù)的影響四種陰極電泳涂層的性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。由表 2數(shù)據(jù)可知， 與未加入 SiO2 粉體的涂層相比， 加入粉體的涂層厚度有所增加，硬度提高。 E-coating涂層在附著力測(cè)試中剝落較多，為2級(jí)，在 NMP 試劑中浸泡 30分鐘就完全剝落；而其他經(jīng)硅烷處理的三種涂層結(jié)合力均為 1級(jí)，抗 NMP 溶脹性能都大于 120 h；這說(shuō)明采用 KH460硅烷對(duì)鎂合金基體進(jìn)行表面改性，可以有效改善涂層與基體的界面結(jié)合。2.2 硅烷改性 SiO2粉體對(duì)涂層耐磨性能的影響圖 1為四種涂層的表面形貌。 可以

5、看出， E-coating和 KH460+E-coating 表面較為平整， 加入兩種粉體后的涂層表面粗糙度明顯增大，其中 Nano SiO2 /E-coating 的粗糙度最大。這可能是由于納米SiO 2顆粒較小，而且數(shù)量較多，較大地改變了涂層的成分和結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致涂層的表面粗糙度增大。雖然加入兩種粉體的涂層粗糙度較大，但是總體來(lái)看，其表面的凸凹起伏分布較為均勻。收稿日期： 2015-03-21 ；修訂日期： 2015-04-15基金項(xiàng)目 : ”十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAK10B05, 2012BAD29B05)；質(zhì)監(jiān)總局公益項(xiàng)目(2011IK260)作者簡(jiǎn)介 :XXX （ 19

6、91） ,男，上海人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)楸砻婀こ獭Ｍㄓ嵶髡撸?XXX （1965） ,男，北京人，博士，教授, 主要研究方向?yàn)樵僦圃旃こ?。注：第一作者為學(xué)生的必須介紹通訊作者。aE-coatingbKH460+E-coatingcMicron SiO 2/E-coatingdNano SiO 2/E-coating圖 1 電泳涂層的表面形貌Fig.1 SEM of different coatings成分分析結(jié)果 ( 見(jiàn)圖 2)顯示，Micron SiO 2/E-coating 和 Nano SiO 2/E-coating 中的 Si 含量相近， Si原子數(shù)分?jǐn)?shù)分別為36.43%和38

7、.26%，較KH460+E-coating 中的 Si 含量明顯增加。Si含量相近說(shuō)明這兩種涂層中的SiO2含量相當(dāng)。這可能是由于納米SiO 2顆粒較小，且表面能較大，容易分散在電泳漆的漿料中，并形成良好吸附或包裹，較容易電泳到涂層中，使得涂層中的納米SiO 2顆粒數(shù)量較多，因此總體上來(lái)看這兩種涂層的成分是相當(dāng)?shù)?。a 測(cè)點(diǎn) 1b 測(cè)點(diǎn) 2c 測(cè)點(diǎn)3d 測(cè)點(diǎn)4Fig.3圖2 圖1中各點(diǎn)的EDS分析EDX analysis of Fig.2 ： a) point 1, b) point 2, c) point 3, d) point 4對(duì)圖 5中的磨痕進(jìn)行分析，測(cè)量出磨痕寬度，再根據(jù)公式（1）可以

8、計(jì)算出各試樣磨痕的平均深度，結(jié)果見(jiàn)表1?？梢钥闯?，KH460+E-coatingd的磨痕最淺，其次為E-coating 和Nano SiO2 /E-coating ， Micron SiO 2/E-coating 的磨痕最深。四種涂層的磨痕深度都小于涂層的厚度， 說(shuō)明都沒(méi)有被完全磨穿。 從涂層的磨痕深度來(lái)看， Micron SiO 2/E-coating 的磨損量最大， 其次為 Nano SiO 2/E-coating ，但由于這兩種涂層的表面粗糙度較大，單純的磨痕深度不能完全反映耐磨性。表 1 陰極電泳涂層磨損參數(shù)Tab.3 abrasion resistance of E-coating

9、with and without SiO 2 modifyingSimplesL/ mh/m/mh/ E-coating31312.318.50.665KH460+E-coating28610.321.90.470Micron SiO2/E-coating35716.123.70.673Nano SiO 2/E-coating32813.528.40.4753 結(jié)論1）用硅烷對(duì)鎂合金表面進(jìn)行預(yù)處理，能夠有效提高陰極電泳涂層的耐磨性、耐蝕性及其與基體的結(jié)合力。2）加入硅烷改性的SiO2粉體，可以改善陰極電泳涂層的耐蝕性和鉛筆硬度，并且不降低涂層與基體的結(jié)合力及涂層的抗NMP溶脹性能。3）Micr

10、on SiO 2/E-coating 的耐磨性不及 KH460+E-coating ，摩擦系數(shù)較大， 其失效機(jī)制為疲勞磨損 +粘著磨損。 Nano SiO2/E-coating 由于納米 SiO 2粉體的存在，有效抑制了磨損的發(fā)生，其耐磨性與 KH460+E-coating 相當(dāng)，失效機(jī)制是疲勞磨損 +粘著磨損，且以疲勞磨損為主。4）微米 SiO2粉體的加入降低了涂層的耐磨性，納米SiO 2粉體的加入對(duì)涂層耐磨性的改善不明顯。參考文獻(xiàn)：注： 1、作者引用的參考文獻(xiàn)應(yīng)為親自閱讀過(guò)的、發(fā)表于正式出版物上的原始文獻(xiàn)，避免引用摘要、簡(jiǎn)訊等文獻(xiàn)；不少于 3 條； 3、著者姓名采用姓在前，名在后，作者三位

11、以后用“等”。2、參考文獻(xiàn)一般1張培，趙旭輝，唐聿明. 鋁合金氧化膜的微觀結(jié)構(gòu)及沸水封閉處理對(duì)膜層顯微硬度的影響J. 表面技術(shù)， 2013，42(5) ： 45-51.2 ZHONG Y S ，SHI L P ， LI M W ，et al. Characterization and Thermal Shock Behavior of Composite Ceramic Coating Doped with ZrO 2 Particles on TC4 by Micro-arc OxidationJ. Applied Surface Science ，2014，311：158-163.3 徐濱

12、士 ,朱紹華 , 劉世參 . 材料表面工程 M. 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2005.4 楊昌柱 ,張敬東 . 一種改性十八胺緩蝕性能的電化學(xué)研究C/ 第九屆全國(guó)電化學(xué)會(huì)議暨全國(guó)鋰離子蓄電池研討會(huì)論文摘要集，1997.5劉妍 . AZ91D 鎂合金微弧氧化工藝及成膜機(jī)理研究D. 杭州：浙江大學(xué)， 2012.LIU Yan. Study on Micro-arc Oxidation Process and Film Formation Behavior of AZ91D Magnesium AlloyD. Hangzhou：ZhejiangUniversity ，2012.6 GB/T 18175 2000,水處理劑緩蝕性能的測(cè)定 - 旋轉(zhuǎn)掛片法 S.GB/T 18