镁合金表面防氧化腐蚀处理方法探析

李晓哲 徐永峰 杨超 常阿娟

摘要：轻质金属材料镁合金被广泛应用于航天、国防、汽车、电子等行业，但是过低的标准电极电位及疏松多孔的表面氧化膜使镁合金极易在大多数环境介质中被氧化，严重缩小了它的应用范围。文章分析了导致镁合金发生氧化的原因，综述了近年来镁合金的表面防氧化腐蚀处理方法，并总结出了各方法的优缺点。

关键词：镁合金；防氧化腐蚀；氧化膜；导电氧化处理法

中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）29-0056-02

1 概述

镁合金属于轻质金属材料，具有强度高、刚度好、质量轻、抗电磁干扰性能强的特点，被广泛应用于航天、国防、汽车、电子等行业。但是，自然状态的镁合金易发生氧化，严重影响了镁合金的应用范围，因此，镁合金的氧化问题成为必须解决的问题。镁合金的表面防氧化腐蚀处理方法包括化学转化、阳极氧化、镀层、物理气相沉积、激光处理、离子注入等。

2 导致镁合金发生氧化的原因

导致镁合金发生氧化的原因主要是材料原因、存在熔剂夹渣、贮存不当、氧化膜工艺操作不當、生产工序不对等。

2.1 材料的原因

对镁合金材料而言，合金材料中的AI、Mn、Zn的百分含量决定了不同型号的镁合金的抗氧化性能是不一样的。不仅如此，即使是合金材料中的杂质含量，也会对镁合金的抗氧化性能产生大小程度不等的不良影响。因此，在采购进厂之后，必须按照GB5153-85进行测试，保证从材质方面杜绝隐患。

2.2 熔剂夹渣的影响

在浇铸镁合金锭块的时候，由于含氯溶剂的比重与合金的比重相近，故很容易发生Cl-渗入合金的情况，Cl-是活性离子，若是没有祛除，必然会降低镁合金的抗氧化性，所以，必须禁止使用含有熔剂夹渣的镁合金材料。

3.3 影响成膜的条件

3.3.1 温度：温度高，成膜速度快，会形成较硬的膜层，膜层薄且不致密，耐腐蚀性差。而且因为较高的温度会令铬酸溶液中的有效成分快速挥发，会缩短膜层的使用寿命；温度低，膜层疏松，色泽偏淡，耐蚀性差。因此，成膜反应在常温下进行即可。

3.3.2 搅拌：搅拌可以提高反应速度，缩短反应时间，避免工件之间因为相互遮挡而造成无钝化膜，可以帮助氧化膜成膜均匀。但是，过度的搅拌会令膜层反应过速，令工件产生相互碰撞而划伤氧化膜，也容易使氧化膜成粉状膜。因此要根据工作经验掌握搅拌强度。

3.3.3 时间：氧化时间不足，膜层生长期不够，导致膜层薄，颜色不均匀；氧化时间过长，膜层变得粗糙且疏松，色泽不正，附着力差。一般正常的氧化时间控制在5～10min最为适宜。

3.3.4 pH值：铬酸溶液的pH值过低，会加快镁金属溶解速度，导致膜层疏松，造成成膜速度加快，附着力差；若pH值过高，成膜反应会减慢，导致膜层薄、色泽浅，耐腐蚀性差。铬酸溶液的pH值在1.5左右最好，在生产过程中可以使用浓H2SO4和浓氨水调节pH值。

3.3.5 水洗吹干：氧化后的水洗应立即进行，一般要在氧化后的5～10s内进行，以杜绝湿态膜水解作用。然后必须利用压缩空气快速吹干工件，否则会影响成膜的完整性，从而降低抗蚀性。

3.3.6 烘干：烘箱温度保持在50℃～60℃，时间为20～30min最适宜。温度过高会让膜层出现裂纹，降低了抗腐蚀性。

3.3.7 预处理：在镁合金氧化前对工件进行预处理，除去其表面的油脂、切削油等污物。预处理的过程是：碱洗→超声波水洗→酸浸→酸洗。碱洗用NaOH，温度：50℃～60℃，时间：5～8min；酸洗用HNO，常温，时间：2～3min。

4 结语

不同的处理方法都能提高镁合金的防氧化腐蚀性能，但是每个方法都有不足。在实际工作中，要根据实际需要，采取合适的方法以及方法组合，做好镁合金的防氧化腐蚀工作。镁合金化学氧化工艺，可以获得金黄色导电钝化膜，膜层结合力强，耐蚀性好，能够满足军工生产的需求。

参考文献

[1] 李雪松，余唐胜.镁合金化学氧化膜的耐蚀性研究

[J].电镀与精饰，2007，（4）.

[2] 周婉秋，单大勇.镁合金无铬化学转化膜的耐蚀性研究[J].材料保护，2008，（2）.

[3] 王敬丰，覃彬.镁合金防腐蚀技术的研究现状及未来发展方向[J].表面技术，2008，（5）.