隨著鎂合金的技術(shù)進步,鎂合金的應用領(lǐng)域正在不斷拓展,特別是在汽車工業(yè)顯示了廣泛的應用前景。但是,鎂合金的耐腐蝕性較差,成為制約其工業(yè)應用的主要因素之一。鎂的標準電極電位是所有結(jié)構(gòu)金屬中最低的,而且鎂表面的氧化膜疏松多孔,對基體不能起到有效保護作用。因此,鎂合金零件在使用前一般要進行表面改性以提供有效的保護。目前,鎂合金的表面改性方法主要有以下幾種方法。
一、化學轉(zhuǎn)化處理。傳統(tǒng)的化學轉(zhuǎn)化膜法是鉻酸鹽轉(zhuǎn)化工藝,但處理液中含有毒性高的六價鉻離子,污染環(huán)境。目前研究的熱點為環(huán)境友好型無鉻轉(zhuǎn)化膜方法,主要有磷酸鹽轉(zhuǎn)化、磷酸鹽-高錳酸鹽轉(zhuǎn)化、錫酸鹽轉(zhuǎn)化等。研究表明,采用磷酸鹽-高錳酸鹽對AZ91D鎂合金進行化學轉(zhuǎn)化處理,當轉(zhuǎn)化液pH值為4~5時轉(zhuǎn)化膜為非晶態(tài)結(jié)構(gòu),表面均勻,耐蝕性最佳。
二、陽極氧化。這是鎂合金表面通過電化學氧化形成一層厚而穩(wěn)定的具有保護作用的雙層結(jié)構(gòu)的陽極氧化膜層的表面處理技術(shù)。近年來研發(fā)的微弧氧化又稱等離子體陽極氧化,是在普通陽極氧化基礎(chǔ)上開發(fā)的一種環(huán)境友好型的表面處理新技術(shù),其實質(zhì)是在較高電壓下的陽極氧化,在熱化學、等離子體化學和電化學共同作用下,金屬表面原位生長陶瓷膜層。它用氧的等離子體代替電解液對合金進行陽極氧化,環(huán)境友好性好。上海交通大學開發(fā)了一種鎂合金超聲陽極氧化表面處理技術(shù),通過施加超聲場形成薄而致密的氧化膜結(jié)構(gòu),提高了涂層致密性與生長效率,從而提高了耐蝕性,且電解液配方不含六價鉻離子,符合綠色環(huán)保的要求。
三、電化學鍍。鎂合金的化學活性很高,鍍液會對鎂合金基體造成腐蝕,形成的鍍層疏松、多孔、結(jié)合力差,所以,無論是電鍍還是化學鍍,都需要對鎂合金進行預處理,生成保護膜后再進行電鍍或化學鍍。目前,有關(guān)工藝主要有浸鋅法和直接化學鍍兩種。浸鋅法的缺點是工藝復雜、鍍層不均勻且多孔、鍍層與基體結(jié)合力差、鍍液中含有氰化物、廢液處理成本高;而直接化學鍍,工藝簡單,鍍液中不含氰化物,環(huán)境友好,故受到廣泛重視。
四、激光表面熔覆。目前,鎂合金激光表面熔覆所采用的熔覆材料主要有以鋁為主的混合粉末如Al+Cu、Al+Si、純A1粉、氧化物陶瓷粉末等。研究表明,熔覆層與基體呈冶金結(jié)合,基體中的Mg元素向熔覆層中有一定程度的擴散。激光熔覆可以細化鎂合金的表面組織,大幅度提高基體表面的耐磨性和耐腐蝕性。
五、表面熱噴涂。這種技術(shù)是利用燃燒火焰或電弧、等離子弧、激光等作為熱源,將噴涂材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài),通過高速氣流使其霧化,然后噴射沉積到基體表面,從而形成附著牢固的噴涂層的表面處理方法。研究表明,鎂合金表面熱噴涂是一種很好的長效保護方法,極具應用前景。(一員)