鎂合金作為最輕的工程金屬材料，具有高的比強度、比剛度、比彈性模量，以及良好的鑄造性、切削加工性能。因此，在汽車、電子、家電、通訊、儀表以及航天航空等領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，被譽為21世紀(jì)綠色工程金屬結(jié)構(gòu)材料。但是，鎂合金極易腐蝕，卻大大限制了其應(yīng)用。今天銳準(zhǔn)精密鎂合金壓鑄廠家給大家說說，鎂合金如何防腐蝕?  

腐蝕是金屬在周圍介質(zhì)的作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或者物理溶解產(chǎn)生的破壞。從能量觀點來看，金屬腐蝕的傾向可從礦石中冶煉金屬所消耗的能量大小來判斷。凡在冶煉時消耗能量大的金屬易產(chǎn)生腐蝕，消耗能量小的則其腐蝕傾向就小，鎂與鋁鐵類似，冶煉時消耗能量較多，故鎂較易產(chǎn)生腐蝕。鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位是所有結(jié)構(gòu)金屬材料中最低的，是-2.73V。加上鎂的氧化膜疏松多空，對基體沒有多大的保護能力。作為結(jié)構(gòu)材料，鎂合金在使用環(huán)境中極易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，因而大大限制了它的實際應(yīng)用。  

一、鎂合金腐蝕的主要形式  

1、電偶腐蝕和全面腐蝕  

鎂合金壓鑄廠家分析，鎂的高反應(yīng)性使得鎂很容易與其它相組織形成腐蝕電池而發(fā)生電偶腐蝕。電偶腐蝕的陰極可能是金屬內(nèi)部的組織，也有可能是外部與之接觸的金屬。如果合金中存在Fe、Co、Ni、Cu等的雜質(zhì)相，鎂合金將會發(fā)生很嚴(yán)重的電偶腐蝕。而鎂合金中形成的正常的相組織之間也會發(fā)生電偶腐蝕，電位較低的相充當(dāng)陽極被優(yōu)先腐蝕(如鎂鋁合金中的α相與β相)。研究表明鎂合金發(fā)生電偶腐蝕的程度主要與以下幾種因素有關(guān)[2,3]。  

(1)腐蝕介質(zhì)溶液的性質(zhì)鎂合金在酸性或中性溶液中易受腐蝕，但在堿性環(huán)境中特別是強堿性環(huán)境(pH>10.5)中卻相當(dāng)穩(wěn)定。當(dāng)pH值由2.0增加到7.25時，其腐蝕速率降為原來的I/10[4]。但含有Cl-的介質(zhì)溶液會大大加速鎂合金的腐蝕，Mg在3.5%NaCI溶液中的腐蝕速率比在去離子水中大約增加了4倍。而在鉻酸和氫氟酸及含F-的溶液中，由于在金屬表面生成起保護作用的鈍化膜，降低了鎂合金的腐蝕速率。  

(2)鎂合金的成分當(dāng)鎂合金中含有Al、Zn、Ca、Ag、Cd等元素時，對鎂合金的耐蝕性影響較小;但當(dāng)鎂合金中含有Fe、Ni、Cu、Co等元素時，其腐蝕速率將大大加快。  

(3)環(huán)境的影響鎂合金在干燥的空氣中能形成有效的保膜，具有較好的耐蝕性能;但在潮濕的空氣中，特別是含S02或含Cl2氣氛中會遭到嚴(yán)重的腐蝕。  

2、局部腐蝕  

鎂合金的局部腐蝕主要有點蝕與絲狀腐蝕。鎂是一種自然鈍化的金屬，在含有Cl-的介質(zhì)中，鎂或鎂合金的鈍化膜很容易破壞而發(fā)生點蝕，而且在中性或堿性鹽溶液中也會發(fā)生點蝕，重金屬污染物能加速鎂合金的點蝕。點蝕的形成主要是由于晶界處的析氫及沿晶界處基體優(yōu)先腐蝕脫落。絲狀腐蝕是由穿過晶界表面運動的活性腐蝕電池引起的，主要發(fā)生在保護性涂層和陽極氧化層下面，沒有涂層的純Mg不會受到絲狀腐蝕。  

3、高溫腐蝕  

鎂合金壓鑄廠家提醒，在450℃以下干燥的氧氣中，鎂合金表面的氧化膜在很長時間內(nèi)具有保護作用。因為在這樣的溫度下，氧化過程中形成的氧化物膜的體積(VMO)比生成這些氧化膜所消耗的金屬的體積(VM)稍大，即PB(Pilling-Bedworth原理)比VMO/VM>1，所以氧化鎂膜具有保護作用[13]。當(dāng)在450℃以上被氧化時形成的MgO膜的PB比為0.81(<1)，故無保護性。但在含硫的氣氛中，鎂合金的氧化膜具有保護性。因此，在高溫熔煉的鑄造過程中，常常使用S02或SF6氣體[5]作為鎂合金熔煉的保護性氣體，以防鎂合金的高溫氧化。  

4、腐蝕疲勞  

在疲勞載荷作用下，鎂合金的微裂紋的起源與晶粒擇優(yōu)取向的滑移有關(guān)。準(zhǔn)裂紋常常發(fā)生在疲勞裂紋生長的起始階段，這是密盤六方晶體的特點。裂紋進(jìn)一步生長的微觀機制可以是脆性的也可以是韌性的，可以是穿晶的也可以是沿晶的，取決于冶金結(jié)構(gòu)與環(huán)境的影響。通常降低溫度，可以延長裂紋的起始期，提高鎂合金的疲勞壽命。  

二、鎂合金腐蝕的機理  

鎂在水溶液中的總反應(yīng)式為：  

Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2(總反應(yīng))該反應(yīng)可表示為下列部分反應(yīng)的和：  

Mg→Mg2++2e(陽極反應(yīng))2H2O+2e→H2+2OH-((陰極反應(yīng))Mg2++2OH-→Mg(OH)2(反應(yīng)產(chǎn)物)  

郭興伍等人采用場發(fā)射掃描電鏡對Mg-Nd-Zn稀土鎂合金浸泡在5%NaCl溶液中進(jìn)行腐蝕行為的研究，結(jié)果表明其稀土鎂合金在5%NaCl溶液的腐蝕產(chǎn)物主要為Mg(OH)2，初生的Mg(OH)2形貌呈蜂窩狀并且與合金狀態(tài)有關(guān)。且隨著浸泡時間的延長，蜂窩狀的Mg(OH)2不斷生長，逐漸變成多孔的片狀結(jié)構(gòu)。XRD分析結(jié)果表明，腐蝕產(chǎn)物中不含氯化物。  

三、鎂合金的電鍍  

根據(jù)長期的研究和實踐結(jié)果，國內(nèi)外鎂合金壓鑄廠家解決鎂合金腐蝕問題的研究和開發(fā)工作主要集中在一下三個方面：  

1、通過合金化和采用高純合金提高鎂合金的耐蝕性能;  

2、采用表面處理或某種涂層工藝技術(shù)在鎂合金上施加保護性涂層;  

3、設(shè)計合金的連續(xù)結(jié)構(gòu)和裝配方式減小或避免電化學(xué)腐蝕。  

國際上通過合金化和采用高純合金提高鎂合金的耐腐蝕性能的研究已經(jīng)相當(dāng)廣泛和深入。但是，通過合金化和高純合金來提高鎂合金耐腐蝕性能的作用對電化學(xué)腐蝕的效果很有限，因為鎂相對于幾乎所有金屬都是陽極。對鎂合金與其他金屬以及鎂合金與非金屬之間的連接和裝配進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計以減少鎂合金發(fā)生電偶腐蝕的可能性是至關(guān)重要的，然而，由于鏈接和裝配工藝的復(fù)雜性，增加了生產(chǎn)成本，極大地影響了鎂合金的推廣和應(yīng)用。因此，為改善鎂合金的耐蝕性能，擴大其應(yīng)用范圍，除了通過合金化和通過凈化來提高純度外，更重要的是對鎂合金進(jìn)行表面改性和表面處理，施加某種膜層或者涂層來提高其表面性能，尤其是耐蝕性能。目前，國際上對鎂合金進(jìn)行表面處理的方法很多，如電鍍、化學(xué)鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層和熱噴涂等。  

有關(guān)鎂合金防腐蝕的方法就簡單介紹到這里，希望對大家有幫助。銳準(zhǔn)精密鎂合金壓鑄廠家，提供專業(yè)的半固態(tài)壓鑄、鎂合金壓鑄、鋁合金壓鑄、雙色注塑、模具制造等服務(wù)，歡迎咨詢。