Evaluation of the Quality of Coatings Deposited on AZ31 Magnesium Alloy Using the Anodising Method

• Autorzy: Wieczorek J. , Oleksiak B. , Mizera J. , Kulikowski K. , Maj P.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0455

Warianty tytułu

PL

Jakości powłok wykonanych na stopie magnezu Az31 metodą anodowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of a study on the quality of coatings deposited on surfaces of AZ31 magnesium alloy products. In order to obtain protective coatings (corrosion and erosive wear protection), the methods of anodising (specimens A, B and C) and, for comparison, electroless plating (specimen D) were applied. The assessment of coating quality was based on the scratch test results. The results were used for determination of critical loads resulting in coating rupture. The best result was obtained for the specimen B (sulphuric acid anodising in combination with sealing): the critical load was 7.5 N. The smallest value (5.5 N) was observed for the specimen D, i.e. the coating produced using the electroless plating method. Moreover, erosion resistance of the coatings was assessed. In this case, a depth of the wear trace due to an erodent agent (SiC powder) effects was investigated. The results are comparable to those obtained in the scratch test. The poorest erosion resistance is demonstrated by the coating D and the best resistance is observed for the coating B.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań jakości powłok wytworzonych na powierzchni wyrobów ze stopu magnezu AZ31. Dla wytworzenia powłok o charakterze ochronnym (ochrona przed korozją i zużyciem erozyjnym), zastosowano metodę anodowania (próbki A, B i C) oraz dla porównania metodę bezprądową (próbka D). Ocenę jakości powłok oparto o wynik próby zarysowania (scratch-test). Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono krytyczne obciążenie, przy którym następuje przebicie powłoki. Najlepszy wynik uzyskano w przypadku próbki B (anodowanie w kwasie siarkowym połączone z uszczelnianiem), wartość krytycznego obciążenia wynosiła 7.5 N. Najmniejszą wartość obciążenia krytycznego 5.5 N, zarejestrowano w przypadku próbki D tj. powłoki wytworzonej bezprądowo. Oceniono także odporność powłok na zużycie erozyjne. W tym przypadku badano głębokość śladu powstałego wskutek oddziaływania na powierzchnię próbek ścierniwa (proszek SiC). Uzyskane wyniki są podobne do zarejestrowanych w próbie zarysowania. Najmniejszą odpornością na erozję charakteryzuje się powłoka wytworzona bezprądowo (D) a największą powłoka anodowana i uszczelniana (B).

Słowa kluczowe

EN

magnesium alloys; protective coatings; anodising; scratch test; erosion testing

PL

stopy magnezu; powłoki ochronne; anodowanie; próba zarysowania; badania erozji

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 2843--2850
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Wieczorek J.

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Science and Metallurgy, Institute of Materials Science, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice Poland

autor

Oleksiak B.

• Silesian University of Technology, Faculty of Material Science and Metallurgy, Institut of Metals Technolgy, 8 Krasińskiego Str., 40-019 Katowice, Poland

autor

Mizera J.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, Division of Materials Design, 141 Wołoska Str., 02-507 Warszawa Poland

autor

Kulikowski K.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, Division of Surface Engineering, 141 Wołoska Str, 02-507 Warszawa, Poland

autor

Maj P.

• Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering, Division of Materials Design, 141 Wołoska Str., 02-507 Warszawa Poland

Bibliografia

• [1] L. Chai, X. Yu, Z. Yang, Y. Wang, M. Okido, Anodising of magnesium alloy AZ31 in alkaline solutions with silicate under continuous sparking, Corrosion Science 50, 3274-3279 (2008).
• [2] T. Rzychoń, M. Dyzia, I. Pikos, Microstructure of WE43 magnesium matrix composite reinforced with ceramic particles 211, 101-108 (2014).
• [3] T. Rzychoń, B. Adamczyk-Cieślak, A. Kiełbus, J. Mizera, The influence of hot-chamber die casting parameters on the microstructure and mechanical properties of magnesium-aluminum alloys containing alkaline elements, Materialwissensch. Werkstofftech 43 (5), 421-426 (2012).
• [4] D. Kuc, E. Hadasik, I. Schindler, P. Kawulok, R. Śliwa, Characteristics of plasticity and microstructure of hot forming magnesium alloys Mg-Al-Zn type, Archives of Metallurgy and Materials 58 (1), 151-156 (2013).
• [5] A. J. Dolata, Hybrid Composites Shaped by Casting Methods, Light Metal and their Alloys III, Solid State Phenomena 211, 47-52 (2014).
• [6] A. J. Dolata, M. Dyzia, Effect of chemical composition of the matrix on AlSi/SiCp+Cp composite structure, Archives of Foundry Engineering 14 (1), 135-138 (2014).
• [7] W. Simka, A. Sadkowski, M. Warczak, A. Iwaniak, G. Dercz, J. K. Michalska, A. Maciej, Characterization of passive films formed on titanium during anodic oxidation, Electrochimica Acta 56 (24), 8962-8968 (2011).
• [8] A. Szkliniarz, W. Szkliniarz, Microstructure and properties of Ti-47Al-2W-0.5Si cast alloy, Solid State Phenomena 226, 3-6 (2015).
• [9] W. Szkliniarz, Nowoczesne materiały metaliczne - teraźniejszość i przyszłość, Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii Politechniki Śląskiej, Katowice (2009).
• [10] A. Iwaniak, M. Sozańska, Badania odporności korozyjnej i erozyjnej powłok natryskiwanych cieplnie na stopie magnezu AZ91, Ochrona przed Korozją 5, 204-209 (2014).
• [11] M. Koziol, Experimental study on the effect of stitch arrangement on mechanical performance of GFRP laminates manufactured on a basis of stitched preforms, Journal of Composite Materials 46 (9), 1067-1078 (2012).
• [12] A. J. Dolata, M. Dyzia, W. Walke, Influence of Particles Type and Shape on the Corrosion Resistance of Aluminium Hybrid Composites, Light Metals and their Alloys II, Solid State Phenomena 191, 81-87 (2012).
• [13] T. Rzychoń, B. Dybowski, A. Kiełbus, The influence of strontium on the microstructure of cast magnesium alloys containing aluminum and calcium, Archives of Metallurgy and Materials 60 (1), 167-170 (2015).
• [14] M. Niklewicz, A. Smalcerz, A. Kurek, Estimation of system geometry and inductor frequency importance in induction hardening process of gears, Przegląd Elektrotechniczny 84 (11), 219-224 (2008).
• [15] J. Przondziono, E. Hadasik, W. Walke, J. Szala, J.K. Michalska, J. Wieczorek, Resistance to electrochemical corrosion of the extruded magnesium alloy AZ80 in NaCl solutions, Materials Technology 49 (2), 275-280 (2015).
• [16] J. Przondziono, W. Walke, E. Hadasik, J. Szala, J. Wieczorek, Corrosion resistance tests of magnesium alloy WE43 after extrusion, Metalurgija 52 (2), 243-246 (2013).
• [17] K. Piwowar, A. Blacha-Grzechnik, R. Turczyn, J. Żak, Electropolymerized phenothiazines for the photochemical generation of singlet oxygen, Electrochimica Acta 141, 182-188 (2014).
• [18] Z. Shi, G. Song, A. Atrens, The influence of anodizing parameters on the corrosion performance of anodised coatings on magnesium alloy AZ91D, 13th Asian- pacific corrosion control conference (APCCC), Osaka, 1841-1846 (2003).
• [19] G. Siwiec, B. Oleksiak, A. Smalcerz, J. Wieczorek, Surface tension of Cu-Ag alloys, Archives of Metallurgy and Materials 58 (1), 193-195 (2003).
• [20] H. Dong, Surface engineering of light alloys, Woodhead Publishing Limited (2010).
• [21] A. Bogdan-Wlodek, M. Koziol, J. Myalski, Influence of surface treatment on the wetting process of jute fibres with thermosetting polyester resin, Polish Journal of Chemical Technology 14 (1), 21-27(2012).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.