鎂合金是繼鋼鐵、鋁合金之后發(fā)展起來的第三大金屬材料，也是有色金屬材料中最有開發(fā)和應(yīng)用前途的金屬材料之一。鎂合金蘊藏量十分豐富，應(yīng)用也相當(dāng)?shù)膹V。鎂合金在過去很長一段時間主要用作添加劑，用于生產(chǎn)鋁合金，其次用于鋼液脫硫和球墨鑄鐵的生產(chǎn)；而如今在航空航天、軍工、汽車、通訊電子、軍事等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。但鎂合金的耐蝕性較差，這成為限制其性能發(fā)揮的最大阻礙。因此，人們在使用前大都需進(jìn)行表面處理，處理后一般要求其具有耐蝕性、裝飾性、耐磨性等。常用的方法主要有化學(xué)轉(zhuǎn)化、電化學(xué)鍍、陽極氧化、微弧氧化和有機涂層等。本文以AZ91D鎂合金為研究對象，采用三種表面處理工藝(無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化、噴砂處理及真空沉積鈦薄膜)進(jìn)行處理，與空白樣進(jìn)行性能(硬度、粗糙度、表面形貌、物相組成、耐蝕性能等)比較，對推進(jìn)鎂合金材料的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟(jì)效益。

實驗所用材料為AZ91D壓鑄鎂合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)為：8.59Al，0.82Zn，0.18Mn，0.049Si，0.004Fe，0.002Cu，0.001Ni，余為Mg。線切割成30mm×30mm×5mm的試樣。將鎂合金樣用水磨砂紙手磨至1000#，用粗糙度儀測得表面粗糙度為0.2。無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝流程為：打磨→丙酮超聲波清洗→吹干→除油脫脂→水洗→化學(xué)轉(zhuǎn)化→水洗→(封孔)→水洗→烘干，詳見表1(記B1為磷酸鹽

轉(zhuǎn)化樣，B2為轉(zhuǎn)化后封孔樣)。

在經(jīng)過水磨砂紙預(yù)磨的基礎(chǔ)上，用噴砂機對樣品表面進(jìn)行噴砂處理。砂粒選用280目白剛玉砂(Al2O3)，噴砂壓力0.20MPa，噴砂距離100cm，噴砂時間1min。

用實驗型多功能鍍膜機在磨好的空白樣上沉積金屬鈦薄膜。具體工藝為：本底真空度7.2×10-3Pa，溫度150℃，工件架公轉(zhuǎn)2.0r/min，Ar2流量150mL/min。樣品爐內(nèi)清洗：Ar2壓力0.4Pa，離子源電流2.0A，偏壓695V。鍍膜：開單靶擋板，直流靶1：Ti靶，1.2kW(3.0A×400V)；直流靶2：Ti靶，1.08kW(3.0A×360V)；Ar2壓力0.4Pa，離子源1.0A，偏壓100V，占空比70.0%；沉積2h。

結(jié)果顯示，磷酸鹽在AZ91D鎂合金表面制備的無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，比較均勻致密，存在顯微裂紋，經(jīng)封孔后能有效封閉表面的縫隙，并進(jìn)一步提高其耐蝕性。噴砂處理后AZ91D鎂合金表面硬度達(dá)159.0HV，粗糙度達(dá)1.15μm，但耐蝕性反而比基體還差。用PVD法沉積了鈦薄膜層后，AZ91D鎂合金的硬度、粗糙度變化不大，XRD分析物相主要由Mg、Ti組成，耐蝕性有較大程度的提高。

綜上可知，磷酸鹽化學(xué)轉(zhuǎn)化和真空沉積鈦層都不失為提高壓鑄鎂合金AZ91D表面的耐蝕性的好手段。噴砂處理對提高其表層的硬度和粗糙度貢獻(xiàn)很大，但使耐蝕性反而下降。（榕霖）