Surface treatments of magnesium alloys

• Autorzy: Sobiecki J. R.
• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The magnesium and its alloys have increasingly been used in various fields of industry because of high relative strength. However this material exhibits low corrosion and wear resistance. These properties could be improved by surface engineering treatments. The paper presents the review of surface treatments which are nowadays applied to magnesium alloys. The coatings produced by chemical and electrochemical methods are described as well as conversion coatings. The article contains also the results of obtaining the titanium oxicarbonitride coatings on magnesium alloy by PACVD method using the metalorganic donor. It has been established that this coating has a hardness of 16 GPa and significantly improves the wear resistance. The optimal temperature of the process is 200°C. The produced in this condition coatings contains titanium and nitrogen in the quantity of 21% at. The oxygen and carbon are also present in the layer. The X-Ray investigation confirmed the presence of interstitial solution of Ti(N,C,0) coatings.

PL

Magnez i jego stopy są coraz częściej stosowane w wielu dziedzinach przemysłu ze względu na wysoką wytrzymałość względną. Jednakże charakteryzuje się on niską odpornością na korozję oraz na zużycie przez tarcie. Własności te można jedynie polepszyć poprzez zastosowanie obróbek powierzchniowych. W artykule przedstawiono przegląd niektórych obróbek powierzchniowych, które są obecnie stosowane w odniesieniu do stopów magnezu. Omówiono powłoki wytwarzane metodami chemicznymi oraz elektrochemicznymi jak również powłoki konwersyjne. W pracy zamieszczono także wyniki badań wytwarzania powłoki tlenowęgloazotku tytanu na stopie magnezu metodą PACVD z zastosowaniem związku metaloorganicznego. Wykazano że wytworzona powłoka charakteryzuje się twardością rzędu 16GPa i zdecydowanie zwiększa odporność na zużycie przez tarcie. Optymalną temperaturą obróbki jest temperatura 200°C. W tych warunkach postaje warstwa zawierająca w swoim składzie chemicznym obok tytanu azot w ilości 21% atomowych wraz z tlenem i węglem. Badania dyfrakcyjne potwierdziły istnienie roztworu międzywęzłowego jakim jest powłoka Ti(N,C,0).

Słowa kluczowe

PL

stopy magnezu; wytrzymałość; obróbka powierzchniowa; powłoki tlenowęgloazotku tytanu na stopie magnezu; metoda PACVD

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 740--744
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys.

Twórcy

autor

Sobiecki J. R.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• 1. 1. Gray J.E., Luan B.: “Protective coating on magnesium and its alloys – a critical review” Journal of Alloys and Compound 336, (2002), 88-113.
• 2. Hoche H., Scheerer H., Probst D., Broszeit E., Berger C.: „Development of plasma surface treatment for magnesium alloys to ensure sufficient wear and corrosion resistance“ Surface and Coatings Technology 174-175, (2003), 1018-1023.
• 3. Koppers M., Weber K., Denke V., Fuhrmann J.: „Einfluss der Chemischen Umgebung auf Morphologie und Struktur von Magnesiumhydroxid auf Magnesiumoberflaschen“ Mat.- Wiss. U. Werkstofftech. 32 (1), (2001), 88-96.
• 4. Materials Termochemistry 6 Edition Revised Pergamon Press 1993.
• 5. Innes W.P. in: “Electroplating and Electroless Plating on Magnesium and Magnesium Alloys”, Modern Electroplating, Wiley-Interscience, New York, 1974, p. 601.
• 6. Hajdu J.B., Yarkosky E.F., Cacciatore P.A., Suplicki M.H.: “Electroless nickel processes for memory disks”, Symposium on Magnetic Materials, Processes and Devices 90, (1990), 685.
• 7. Li J., Shao Z., Zhang X., Tian Y.: „The electroless nikelplating on magnesium alloy using NiSO4*6 H2O as the main salt” Surface and Coatings Technology 200, (2006), 3010-3015.
• 8. Lin Z., Gao W.: “The effect of substrate on the electroless nickel plating of Mg and Mg alloys”, Surface and Coating Technology 200, (2006), 3553–3560.
• 9. Sharma A.K., Narayanamurthy H., Bhojarej H., Mohideem, J.Md.: Metal Finishing 91, (1993), 34.
• 10. Sharma A.K.: Metal Finishing 86, (1988), 33.
• 11. Hagans P.L., Haas C.M.: “Chromate conversion coatings” in: ASM Handbook, Surface Engineering, Vol. 5, ASM International, 1994, 405.
• 12. Simaranov A.U., Marshakov S.L., Mikhailovskii Yu.N.: Protection of Metals 28, (1992), 576.
• 13. Mohler J.B.: Metal Finishing 73, (1974), 30.
• 14. Umehara H., Terauchi S., Takaya M.: Mater. Sci. Forum 350–351, (2000), 273.
• 15. Ono S, Asami K., Osaka T.: “Characterization of chemical conversion coating films grown on magnesium” in: International Corrosion Congress Proceedings, 13th, Clayton, Australia, 1996, 80-81.
• 16. Sharma A.K.: Metal Finishing 87, (1989), 73.
• 17. Hagans P.L.: “Method for providing a corrosion resistant coating for magnesium containing materials” US Patent 4569699 (1986).
• 18. Azkarate I., Cano P., Del Barrio A., Insausti M., Santa P.” “Alternatives to Cr(VI) conversion coatings for magnesium alloys” in: International Congress Magnesium Alloys and their Applications, 2000.
• 19. Skar J.I., Albright D., “Phosphate permanganate: a chrome free alternative for magnesium pretreatment” in: International Congress Magnesium Alloys and their Applications, 2000.
• 20. Hawke D., Albright D.L.” Metal Finishing 93, (1995), 34.
• 21. Santi J.D.: “Magnesium piston coated with a fuel ignition products adhesive” US Patent 5014605 (1991).
• 22. Skar J.I., Walter M., Albright D., “Non-chromate conversion coatings for magnesium die-castings” in: Proceedings of Society of Automotive Engineers, (1997), 7.
• 23. Gehmecker H.: in: International Magnesium Association, (1994), 32.
• 24. Sobiecki J.R., Mańkowski P., Wierzchoń T.: “Effect of plasma enhanced treatments on the microstructure and properties of titanium oxycarbonitride produced by PACVD method” Inżynieria Materiałowa (3) 140, (2004), 662-665.
• 25. Mańkowski P., Sobiecki J.R., Wierzchoń T.: „Wpływ wyżarzania w niskotemperaturowej plazmie na własności użytkowe warstw kompozytowych typu warstwa azotowana + Ti(N,C,O)” Kompozyty 4, (2004), 74-78.
• 26. Sobiecki J.R., Mańkowski P., Wierzchoń T. „Increased wear and corrosion resistance of Ti(NCO) layers by annealing in a nitrogen plasma atmosphere” Vacuum 68, (2003) 105-111.