镁合金小知识

镁合金的表面处理小知识
　　镁合金的表面处理随着现代科技的发展，曾经困扰镁合金产业的相关技术问题如压铸问题、回收问题已经
相继得到解决，镁合金产品后段工序——表面处理技术亦取得重大进展，这使得镁合金的应用范围不断扩大，
使用量也迅速增大，镁产业正以几何级数高速增长。适当的表面处理能使产品具有保护性和装饰性，并可赋予
某些特殊功能。对于活泼的镁来说，通过表面技术获得较高的装饰性和功能性肯定重要，而提高其防腐蚀性能
则是现阶段**重要的一面。以下综述了镁合金的腐蚀机理及腐蚀防护研究的现状、进展与问题。重点介绍了
压铸镁合金制品的表面特性、表面处理原理、工艺、应用实例及未来发展方向。以质轻和可回收为应用特点的
镁合金，日益成为现代工业产品的理想材料，特别是汽车零部件的大量应用，电讯产品向轻、薄、短、小方向
发展的需求，使得这种新兴材料的发展呈现极为乐观的前景。
镁合金的腐蚀与防护

1.1　镁的性质

　　镁元素符号Mg，原子序数为12，电子结构为2-8-2，标准电极电位很负（-2.36V），较易失电子而发生氧化
反应,从而导致镁及镁合金的耐腐蚀性很差，在腐蚀性介质中很容易发生严重的腐蚀。镁合金自然形成的氧化膜
疏松多孔,以MgO、Mg2+为主要成份的膜的致密度系数为0.8左右（<1），对基体的保护能力较差，不适用于大多
数的腐蚀性环境。

1.2　镁合金的腐蚀方式

镁合金的腐蚀方式通常有两种情况：一是在一般环境中的腐蚀，称“一般腐蚀”或“环境腐蚀”，也称“化学
腐蚀”,二是在原电池环境下产生的“电化学腐蚀”。暴露在干燥的空气中时镁合金表面会形成一层很薄的膜,
这层膜在没水接触的情况下很稳定，此时就不会发生腐蚀现象。但在实际操作环境中可能会与水或水气接触，
这时就会导致膜（表面）的颜色变深（从浅灰到深灰）。如果进一步暴露在液态水和空气中，就会继续跟空气
中的CO2与H2O反应生成碳酸盐，使这层膜变厚。一般情况下这层膜足够稳定，具有一定的保护性，此时不需要
作任何处理亦可使用。例如汽车自动（刹车）闸外壳，就不需要外加保护措施。当使用高纯度AZ91D时,也不需
要保护措施。即使车与路面溅起的水接触，也不需要保护，因为这层膜在中性、碱性（或一般条件下）比较稳
定，具有保护作用。但是，如果在设计上存在有水进入（或残留）的问题，或者在使用过程中遇到含盐的环境
（如海水），就会形成一个微电池环境，产生较为严重的电化学腐蚀，包括在中性、碱性环境中都会产生类似
的腐蚀。此时就需要一个良好的表面处理保护措施。由上所知,电化学腐蚀是镁合金腐蚀的主要方式,在中性、
碱性环境中，其化学反应原理如下：

Mg-2e=Mg2+　（阳极反应）

2H2O+2e=H2+OH-（阴极反应）

Mg2++2OH-=Mg(OH)2（腐蚀产物）

总反应为Mg+2H2O= Mg(OH)2+ H2

　　在上述反应中，镁作为阳极失去电子而腐蚀，在阴极释放电子产生氢气。通常情况下，阴极可能是外部与
镁合金相接触的其它金属部件，也可能是合金元素或杂质元素，它们与镁合金基体形成原电池,诱发电极反应，
产生电化学腐蚀。

1.3　镁合金的腐蚀形态主要有以下几种

　　 ①、电偶腐蚀：这是镁合金*易发生的一种腐蚀形态，镁基体与阴极相邻的局部区域通常会发生严重的腐蚀。

　　 ②、点蚀：在含有Cl—的非氧化性介质中，镁合金在自腐蚀电位下容易发生点蚀；在中性或碱性介质中，镁合金的腐蚀形态通常也是点蚀。

　　 ③、应力腐蚀：在含有Cl—的中性溶液甚至蒸馏水中，镁合金都有腐蚀开裂的倾向。