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鎂合金的防腐技術(1) 日期:2019.05.14
       1、化學轉化處理   鎂合金的化學轉化膜按溶液可分為:鉻酸鹽係、有機酸係、磷酸鹽係、KMnO4係、稀土元素係和錫酸鹽係等。   傳統的鉻酸鹽膜以Cr為骨架的結構很致密,含結構水的Cr則具有很好的自修複功能,耐蝕性很強。但Cr具有較大的毒性,廢水處理成本較高,開發無鉻轉化處理勢在必行。鎂合金在KMnO4溶液中處理可得到無定型組織的化學轉化膜,耐蝕性與鉻酸鹽膜相當。堿性錫酸鹽的化學轉化處理可作為鎂合金化學鍍鎳的前處理,取代傳統的含Cr、F或CN等有害離子的工藝。化學轉化膜多孔的結構在鍍前的活化中表現出很好的吸附性,並能改鍍鎳層的結合力與耐蝕性。   有機酸係處理所獲得的轉化膜能同時具備腐蝕保護和光學、電子學等綜合性能,在化學轉化處理的新發展中占有很重要的地位。   化學轉化膜較薄、軟,防護能力弱,一般隻用作裝飾或防護層中間層。  
      2、陽極氧化   陽極氧化可得到比化學轉化更好的耐磨損、耐腐蝕的塗料基底塗層,並兼有良好的結合力、電絕緣性和耐熱衝擊等性能,是鎂合金常用的表麵處理技術之一。   傳統鎂合金陽極氧化的電解液一般都含鉻、氟、磷等元素,不僅汙染環境,也損害人類健康。近年來研究開發的環保型工藝所獲得的氧化膜耐腐蝕等性能較經典工藝Dow17和HAE有大程度的提高。優良的耐蝕性來源於陽極氧化後Al、Si等元素在其表麵均勻分布,使形成的氧化膜有很好的致密性和完整性。   一般認為氧化膜中存在的孔隙是影響鎂合金耐蝕性能的主要因素。研究發現通過向陽極氧化溶液中加入適量的矽-鋁溶膠成分,一定程度上能改善氧化膜層厚度、致密度,降低孔隙率。而且溶膠成分會使成膜速度出現階段性快速和緩慢增長,但基本上不影響膜層的X射線衍射相結構。   但陽極氧化膜的脆性較大、多孔,在複雜工件上難以得到均勻的氧化膜層。   3、金屬塗層   鎂及鎂合金是最難鍍的金屬,其原因如下:  
(1)鎂合金表麵極易形成的氧化鎂,不易清除幹淨,嚴重影響鍍層結合力;  
(2)鎂的電化學活性太高,所有酸性鍍液都會造成鎂基體的迅速腐蝕,或與其它金屬離子的置換反應十分強烈,置換後的鍍層結合十分鬆散;  
(3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的電化學特性,可能導致沉積不均勻;
(4)鍍層標準電位遠高於鎂合金基體,任何一處通孔都會增大腐蝕電流,引起嚴重的電化學腐蝕,而鎂的電極電位很負,施鍍時造成針孔的析氫很難避免;  
(5)鎂合金鑄件的致密性都不是很高,表麵存在雜質,可能成為鍍層孔隙的來源。   因此,一般采用化學轉化膜法先浸鋅或錳等,再鍍銅,然後再進行其它電鍍或化學鍍處理,以增加鍍層的結合力。鎂合金電鍍層有Zn、Ni、Cu-Ni-Cr、Zn-Ni等塗層,化學鍍層主要是Ni-P、Ni-W-P等鍍層。  
        單一化學鍍鎳層有時不足以很好地保護鎂合金。有研究通過將化學鍍Ni層與堿性電鍍Zn-Ni鍍層組合,約35μm厚的鍍層經鈍化後可承受800-1000h的中性鹽霧腐蝕。也有人采用化學鍍鎳作為底層,再用直流電鍍鎳能得到微晶鎳鍍層,平均結晶顆粒大小為40nm,因晶粒的細化而使鍍層孔隙率大大降低,結構更致密。   電鍍或化學鍍是同時獲得優越耐蝕性和電學、電磁學和裝飾性能的表麵處理方法。缺點是前處理中的Cr、F及鍍液對環境汙染嚴重;鍍層中多數含有重金屬元素,增加了回收的難度與成本。由於鎂基體的特性,對結合力還需要改善。

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