镁合金表面防腐蚀处理研究

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1、第24卷第1期Vol.24No.12007年2月February2007镁合金表面防腐蚀处理研究王芬，康志新，李元元（华南理工大学金属新材料制备与成型重点实验室，广东广州510640）摘要：综述了近年来镁合金表面防腐蚀处理的方法，主要有化学转化膜、阳极氧化、金属涂层、有机涂层、有机镀膜、气相沉积、快速凝固等，并对镁合金表面处理的发展方向进行了探讨。关键词：镁合金；腐蚀；金属涂层；阳极氧化；有机镀膜6+但由于铬酸盐处理工艺中含Cr离子，对环境造成污1前言染且废液的处理成本高，现已被其它的化学转化膜法[1]镁合金优异的物理和机械性能使其近年来得到所取代，如磷酸－高锰

2、酸钾转化膜、稀土转化膜等。广泛关注。镁合金具有较高的比强度和比刚度，较强磷酸－高锰酸钾转化膜处理方法主要是在镁合的电磁屏蔽和抗辐射能力，以及良好的减震性、切削金表面形成以Mg3(PO4)2为主的组成物，同时含有铝、加工性能等特点，在汽车、摩托车等交通工具，3C锰等化合物的磷化膜。经过该处理所得的膜层为微孔产品、航空航天、兵器工业等领域的应用日趋广泛。结构且与基体结合牢固，并具有良好的吸附性、耐蚀[4]但是镁是一种电负性极强的金属，标准电极电位为性，因而可作为镁合金涂装中的底漆层使用。赵明－－2.37V，在潮湿，CO2，SO2，Cl的环境里极易发等人对镁合金磷酸盐

3、－高锰酸盐化学转化处理工艺生腐蚀。除此之外，镁合金由于杂质元素和合金元素进行了研究，发现pH值为4，K2HPO4的质量浓度为的存在，还容易产生电偶腐蚀、应力腐蚀开裂以及腐150g/L，KMnO4的质量浓度为40g/L的处理液能显[2]蚀疲劳，大大限制了镁合金在工业、军工等领域的著提高镁合金表面的耐腐蚀性能。在盐雾试验温度为2广泛应用。30℃，盐雾沉积率为0.0138mL/（cm·h）的条件下，目前国内外都加大了对镁合金腐蚀问题的研究，连续喷雾24h后，镁合金表面所得膜的腐蚀率为8%，[5]以期通过有效的表面处理方法来提高镁合金表面的而铬酸盐处理工件表面腐蚀率为2

4、1%。这说明镁合抗腐蚀能力，使其能够在不同的领域得到更为广泛的金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理能提高镁合金表应用。本文综述了镁合金表面处理的方法，并对各种面抗蚀能力。[6]表面处理方法的优缺点及今后的发展方向进行了分Rudd等研究发现镁及镁合金在经过pH值为8.5析。的铈、镧和镨等稀土盐溶液浸泡处理后，可以显著提高镁及其合金的表面耐腐蚀性能。但随着浸泡时间过2镁合金表面处理的方法长，涂层的保护性能开始恶化，导致镁合金表面的耐2.1化学转化膜处理腐蚀性能也随之降低。因此，为了得到较好的表面处[3]镁合金化学转化膜的防腐蚀效果优于自然氧化理效果，在形成稀土转化膜后应立

5、即进行封孔处理。膜，并且化学转化膜可提供较好的涂装基底。传统的2.2阳极氧化处理[7~9]化学转化法是铬化处理，其机理是金属表面的原子溶阳极氧化处理是镁合金现今应用较广的一种于溶液后，引起金属表面的pH值上升，在金属表面沉表面处理方法。阳极氧化不同于化学氧化，它是通过积铬酸盐与金属胶状物的混合物的过程，这种混合物电化学反应，在金属表面得到具有一定厚度、稳定的[10]在未失去结晶水时具有自修复功能，因而耐蚀性好。氧化膜层，从而提高金属表面耐腐蚀性能。收稿日期：2006-01-20基金项目:广东省自然科学基金项目（04020090）、广东省国际科技合作计划项目（20

6、04B50101003）和广东省科技攻关计划项目（2005B10301020）作者简介：王芬（1980-），女，硕士，主要从事金属新材料制备与成型方面的研究工作，电话：020-38672146，E-mail：fenfen-45@163.com。第1期王芬等：镁合金表面防腐蚀处理的研究21DOW17法和HAE法是20世纪50年代开发的中反应所需的电子由基体金属直接提供。其优点有：阳极氧化技术。DOW17法生成的氧化膜是由Cr2O3，可以在形状复杂的样品，特别在孔洞及深凹处制备MgCr2O3及Mg2FPO4构成，该氧化膜的耐蚀性和耐厚度比较均匀的镀层。目前已应用于镁

7、合金的化学[15,16]磨性好，但脆性较大。用HAE法制成的氧化膜是镀层主要有Cu/Ni/Cr，Ni/Au，化学镀镍等。化由MgO与MgAl2O4构成，膜层坚硬，耐磨性好，学镀镍是近年来应用广泛的一种方法。化学镀镍主进一步喷漆后盐雾试验可达到500h。但这两种工要有浸锌法和直接化学镀镍2种。浸锌法其工艺流艺都含有剧毒的六价铬离子，含铬的化合物对环境程与电镀相同，其工艺过程为：表面处理－活化－和人类健康都有着不同程度的危害。因此，目前各浸锌－镀铜－化学镀镍/电镀，但其工艺复杂，镀液国着力于研制一种环保型的电解液用于镁合金的阳中含有CuCN，KCN，NaCN等毒性较

8、大的物质，极氧化。德国A