镁合金表面处理:
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。 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最最重要的一面。
1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。
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