随着镁合金的技术进步,镁合金的应用领域正在不断拓展,特别是在汽车工业显示了广泛的应用前景。但是,镁合金的耐腐蚀性较差,成为制约其工业应用的主要因素之一。镁的标准电极电位是所有结构金属中最低的,而且镁表面的氧化膜疏松多孔,对基体不能起到有效保护作用。因此,镁合金零件在使用前一般要进行表面改性以提供有效的保护。目前,镁合金的表面改性方法主要有以下几种方法。
一、化学转化处理。传统的化学转化膜法是铬酸盐转化工艺,但处理液中含有毒性高的六价铬离子,污染环境。目前研究的热点为环境友好型无铬转化膜方法,主要有磷酸盐转化、磷酸盐-高锰酸盐转化、锡酸盐转化等。研究表明,采用磷酸盐-高锰酸盐对AZ91D镁合金进行化学转化处理,当转化液pH值为4~5时转化膜为非晶态结构,表面均匀,耐蚀性最佳。
二、阳极氧化。这是镁合金表面通过电化学氧化形成一层厚而稳定的具有保护作用的双层结构的阳极氧化膜层的表面处理技术。近年来研发的微弧氧化又称等离子体阳极氧化,是在普通阳极氧化基础上开发的一种环境友好型的表面处理新技术,其实质是在较高电压下的阳极氧化,在热化学、等离子体化学和电化学共同作用下,金属表面原位生长陶瓷膜层。它用氧的等离子体代替电解液对合金进行阳极氧化,环境友好性好。上海交通大学开发了一种镁合金超声阳极氧化表面处理技术,通过施加超声场形成薄而致密的氧化膜结构,提高了涂层致密性与生长效率,从而提高了耐蚀性,且电解液配方不含六价铬离子,符合绿色环保的要求。
三、电化学镀。镁合金的化学活性很高,镀液会对镁合金基体造成腐蚀,形成的镀层疏松、多孔、结合力差,所以,无论是电镀还是化学镀,都需要对镁合金进行预处理,生成保护膜后再进行电镀或化学镀。目前,有关工艺主要有浸锌法和直接化学镀两种。浸锌法的缺点是工艺复杂、镀层不均匀且多孔、镀层与基体结合力差、镀液中含有氰化物、废液处理成本高;而直接化学镀,工艺简单,镀液中不含氰化物,环境友好,故受到广泛重视。
四、激光表面熔覆。目前,镁合金激光表面熔覆所采用的熔覆材料主要有以铝为主的混合粉末如Al+Cu、Al+Si、纯A1粉、氧化物陶瓷粉末等。研究表明,熔覆层与基体呈冶金结合,基体中的Mg元素向熔覆层中有一定程度的扩散。激光熔覆可以细化镁合金的表面组织,大幅度提高基体表面的耐磨性和耐腐蚀性。
五、表面热喷涂。这种技术是利用燃烧火焰或电弧、等离子弧、激光等作为热源,将喷涂材料加热到熔融或半熔融状态,通过高速气流使其雾化,然后喷射沉积到基体表面,从而形成附着牢固的喷涂层的表面处理方法。研究表明,镁合金表面热喷涂是一种很好的长效保护方法,极具应用前景。(一员)