教授品镁(150):镁合金的有机涂层处理

2021年03月19日 10:31 14543次浏览 来源:   分类: 镁资讯   作者:

为了提高镁合金工件与制品的抗蚀性、防潮性,耐热性、绝热性能和装饰效果,可在上面涂覆以各种涂料,但油及油脂的保护效果不长,且会伴生种种麻烦,所以有机涂料得到广泛应用,常用的有机涂料有石蜡、沥青、橡胶、塑料、有机聚合物等。研究与实践表明,环氧树脂与镁及镁合金有很强的粘附力,与水不发生浸湿,也不发生任何反应,且有相当高的强度,是一种很好的涂料,另外,乙烯树脂和聚氨脂也获得了较多的应用。有研究指出,含有PPy涂层的镁合金在盐喷室内即使放置1000h,也只有微量腐蚀和稍有起泡,显示有良好的抗蚀性。
如果施涂有机涂料之前,工件进行转化处理或阳极转化处理,涂层的抗腐蚀寿命可获得进一步的延长,预处理可使镁工件表面粗糙化并改善其化学性能,可显著改善镁表面与涂层的粘附性。不过,不是在涂覆每一种涂料之前都要进行表面预处理。有些汽车压铸件就不需要预处理。在预处理后,必须好好烘干工件,除尽表面水分。研究显示,如果在施加底漆或面漆之前用一种渗透性树脂密封工件上的孔隙,可大大改善经阳极氧化处理工件的抗蚀性,未经涂漆或树脂密封的阳极氧化涂层不得在含盐环境中使用。
在与镁表面直接接触的有机涂层(底漆或单层面漆)必须有良好的抗碱性,最好的有机涂层是乙烯或环氧聚合物。烘烤可最大程度地除去溶剂及使聚合物发生交联。烘烤温度决定于对合金性能的影响和所用转化涂层的热稳定性。AZ31B合金板材的时效温度≤150℃;铬酸盐处理的压铸件的烤漆温度可达200℃,有些经过阳极氧化处理的航空航天镁合金的硅表面涂层可承受315℃的高温。
镁合金的环氧表面密封
树脂配方(质量):环氧类树脂HZ985硬化剂100份,环氧类树脂PZ985 300份,醋酸乙酯240份,甲苯136份,二丙酮醇24份。
上述配方溶液适于浸涂,若增添溶剂稀释后也可以喷涂;通常添加25%就可以,但对于偏差严格的表面,添加的溶剂应多些。
涂覆工艺。不管是喷涂还是浸涂环氧树脂,其工艺为:在(200~220)℃/30min预热,或达到预热温度后保温10min,冷却到60℃,涂覆Araldite PZ/HZ285树脂;在空气中干燥15min~30min,用小刷清除泪状条纹,确保涂层均匀,于200℃~220℃烘烤10min~15min;除去涂层上可能有的液滴状、泪滴物,小心施工,不要损伤铬酸盐或阳极氧化膜。重复以上操作2次或更多次,也就是说,总共涂覆3层或4层。最终工序是在200℃~220℃烘烤45min。如此形成的涂层厚度约0.025mm。
底漆
镁合金底漆必须是抗碱的,如以聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸、聚氨酯、烘干型酚醛树脂、烯基环氧树脂为基础的底漆。为了抗蚀性的提高,可向底漆添加铬酸锌或二氧化钛。底漆大都含有环氧树脂,因而具有良好的抗碱性。
为防止底漆起泡,可用磷酸含量很低的例如低于75%的乙烯基蚀洗漆,不过其后还往往加一道环氧底漆,对于在海洋等苛刻环境中工作的零部件,需向底漆中添加如铬酸锶或其它铬酸盐。可是,在冷凝湿度或水浸条件下,含铬酸或其它微溶性盐的涂料又可助长起泡。镁的底漆中不得含重金属如铅或铜的化合物等。另外,成功用于钢的含Zn涂料也不得用于镁及镁合金。
一种名为E-涂层的阴极电沉积环氧底漆在产业中获得了有效的广泛应用,特别多用于处理汽车和计算机压铸件,它除了有良好的粘附性外,还有优秀的均涂性,可在复杂的表面(含深孔穴)上形成均匀的涂层,该工艺涂层的最终厚度为0.018mm~0.025mm,通常它用作底层,但在特殊情况下也可以用作起保护作用的单涂层。
面漆
对镁合金工件面漆的要求:与底漆有良好的适应兼容性与保护性能;能在工作环境中长期稳定工作,包括户外裸露时能经受住紫外线的辐射。此外,面漆的选择还要考虑符合使用要求的经济合理性,与使用条件及与既有涂层设备的兼容性。
在镁产业获得成功应用的面漆有:醇酸树脂、环氧树脂、聚酯、丙酸树脂和聚氨甲基酸脂。自干漆和烤干漆,后者较硬,能更好地抵御溶剂的浸蚀。乙烯基酸树脂具有抗碱性,丙烯酸树脂有强的耐盐性,醇酸树脂可在户外长期使用,而环氧树脂则有良好的耐磨性,乙烯基树脂可在150℃以上使用。其它表面有更高的耐热性,可耐热的温度随下列次序上升:改良型乙烯基树脂、环氧树脂、改良型环氧树脂、环氧﹣硅氧烷、硅氧烷树脂。
静电喷涂法和流化床法向镁合金工件涂覆保护已获得广泛应用,粉末涂层除有良好的成膜性能外,还有利于环保。环氧树脂、聚酯及其混合型涂料是镁合金行李架、箭弓、计算机机壳、工具箱及汽车其它零部件的有效面漆。
工件在粉末喷涂前必须进行清洗和表面准备工作,其步骤与要求与镁件的液体涂层的要求相同,根据使用要求的不同,工艺与磷盐转化涂层的一样,但对于汽车零部件,在施加粉末涂层之前宜进行铬酸盐处理加E-涂层底漆。
镁合金工件在粉末涂层时可能产生“脱气起泡”缺陷,不过比液体涂层的既少又小。可采取如下措施控制:严格遵守铸造工艺,减少表面孔隙;将铸件预烘烤到比固化处理稍高的温度;采用固化温度低的涂料;选择具有较长“开放”时间的涂料,允许产生的气体能在涂层完全固化之前排出。

责任编辑:淮金

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