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1.化學轉化處置
鎂合金的化學轉化膜按溶液可分為:鉻酸鹽系、有機酸系、磷酸鹽系、KMnO4系、稀土元素系和錫酸鹽系等。
傳統的鉻酸鹽膜以Cr為骨架的構造很致密,含構造水的Cr則具有很好的自修復功效,耐蝕性很強。但Cr具有較大的毒性,廢水處置成本較高,開發無鉻轉化處置勢在必行。鎂合金在KMnO4溶液中處置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置可作為鎂合金化學鍍鎳的前處置,代替傳統的含Cr、F或CN等有害離子的工藝。化學轉化膜多孔的構造在鍍前的活化中表示出很好的吸附性,并能改鍍鎳層的聯合力與耐蝕性。
有機酸系處置所獲得的轉化膜能同時具備腐化維護和光學、電子學等綜合性能,在化學轉化處置的新發展中占領很主要的位置。
化學轉化膜較薄、軟,防護才能弱,一般只用作裝潢或防護層中間層。
2、陽極氧化
陽極氧化可得到比化學轉化更好的耐磨損、耐腐化的涂料基底涂層,并兼有良好的聯合力、電絕緣性和耐熱沖擊等性能,是鎂合金常用的表面處置技巧之一。
傳統鎂合金陽極氧化的電解液一般都含鉻、氟、磷等元素,不僅污染環境,也侵害人類健康。近年來研討開發的環保型工藝所獲得的氧化膜耐腐化等性能較經典工藝Dow17和HAE有大水平的進步。精良的耐蝕性起源于陽極氧化后Al、Si等元素在其表面均勻散布,使形成的氧化膜有很好的致密性和完全性。
一般以為氧化膜中存在的孔隙是影響鎂合金耐蝕性能的重要因素。研討發明通過向陽極氧化溶液中參加適量的硅-鋁溶膠成分,必定水平上能改良氧化膜層厚度、致密度,下降孔隙率。而且溶膠成分會使成膜速度呈現階段性快速和遲緩增加,但基礎上不影響膜層的X射線衍射相構造。
但陽極氧化膜的脆性較大、多孔,在龐雜工件上難以得到均勻的氧化膜層。
3.金屬涂層
鎂及鎂合金是最難鍍的金屬,其原因如下:
(1)鎂合金表面極易形成的氧化鎂,不易肅清清潔,嚴重影響鍍層聯合力;
(2)鎂的電化學活性太高,所有酸性鍍液都會造成鎂基體的敏捷腐化,或與其它金屬離子的置換反映十分強烈,置換后的鍍層聯合十分松散;
(3)第二相(如稀土相、γ相等)具有不同的電化學特征,可能導致沉積不均勻;
(4)鍍層尺度電位遠高于鎂合金基體,任何一處通孔都會增大腐化電流,引起嚴重的電化學腐化,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,表面存在雜質,可能成為鍍層孔隙的起源。
因此,一般采取化學轉化膜法先浸鋅或錳等,再鍍銅,然后再進行其它電鍍或化學鍍處置,以增添鍍層的聯合力。鎂合金電鍍層有Zn、Ni、Cu-Ni-Cr、Zn-Ni等涂層,化學鍍層重要是Ni-P、Ni-W-P等鍍層。
單一化學鍍鎳層有時不足以很好地維護鎂合金。有研討通過將化學鍍Ni層與堿性電鍍Zn-Ni鍍層組合,約35μm厚的鍍層經鈍化后可蒙受800-1000h的中性鹽霧腐化。也有人采取化學鍍鎳作為底層,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下降,構造更致密。
電鍍或化學鍍是同時獲得優勝耐蝕性和電學、電磁學和裝潢性能的表面處置方式。毛病是前處置中的Cr、F及鍍液對環境污染嚴重;鍍層中多數含有重金屬元素,增添了回收的難度與成本。由于鎂基體的特征,對聯合力還須要改良。
4.激光處置
激光處置重要有激光表面熱處置和激光表面合金化兩種。
激光表面熱處置又稱為激光退火,實際上是一種表面快速凝固處置方法。而激光表面合金化是一種基于激光表面熱處置的新技巧。激光表面合金化能獲得不同硬度的合金層,具有冶金聯合的界面。應用激光輻照源的熔覆作用在高純鎂合金上還可制得單層和多層合金化層。
采取寬帶激光在鎂合金表面制備Cu-Zr-Al合金熔覆涂層時,由于涂層中形成的多種金屬間化合物的加強作用,使合金涂層具有高的硬度、彈性模量、耐磨性和耐蝕性。而由于稀土元素Nd的存在,在經過激光快速熔凝處置之后得到的激光多層涂敷,晶粒得到顯明細化,能進步熔覆層的致密性和完全性。
激光處置能處置龐雜幾何形狀的表面,但鎂合金在激光處置時易產生氧化、蒸發和發生汽化、氣孔以及熱應力等問題,設計準確的處置工藝至關主要。
5、其他表面處置技巧
離子注入是在高真空狀況下,在十至數百KV電壓的靜電場作用下,經加速的高能離子(Al、Cr、Cu等)以高速沖擊要處置的表面而注入樣品內部的方式。注入的離子被中和并留在樣品固溶體的空位或間隙地位,形成非平衡表面層。
有研討以為耐蝕性能的進步是由于自然氧化物的致密化、注入離子的輻射和形成鎂的氮化物的成果。所得改性層的性能與所注入離子的量和改性層的厚度有關,而基體表面的MgO對改性層的耐蝕性能的進步也有必定的增進作用。
氣相沉積即蒸發沉積涂層,有物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)兩種。它是應用能使鎂合金中的Fe、Mo、Ni等雜質含量大幅度下降,同時應用涂層籠罩基體的各種缺點,避免形成局部腐化電池,從而到達改良防腐性能的目標。
與鎂合金的其他表面處置技巧相比,有機涂層維護技巧具有品種和色彩多樣、適應性廣、成本低、工藝簡略的長處。目前普遍應用的重要是溶劑型的有機涂料。粉末型的有機涂層因無溶劑,和具備污染少、厚度均勻以及較佳耐蝕性能等特色,近幾年來在汽車、電腦殼體等鎂合金部件上的利用較受歡迎。
(關鍵詞:鎂合金 防腐 化學鍍)