镁合金的氧化处理

第二十章　镁合金的氧化处理

镁具有低密度、高强度等特点，用于结构材料的镁合金有镁铝、镁锌、镁铝锌系合金。

镁是化学活性很强的金属，在空气中，镁表面极易形成氧化物。但在碱性溶液中比较稳定，在除铬酸、氰氟酸以外的酸性介质或含氯粒子的溶液中易腐蚀，和其他金属接触可发生电偶腐蚀。

为了提高镁合金的防护性能，通常采用化学和电化学氧化，化学氧化膜厚度0.5～3μm，电化学氧化膜厚度10～40μm。化学氧化膜薄而质软，电化学氧化膜脆而多孔，所以，一般作为打底层。

一、化学氧化

1．化学氧化工艺

镁合金化学氧化工艺见表20－1。

2．氧化液维护及调整

氧化液的维护及调整，主要指溶液pH值的调整及氧化过程中被消耗组分的补加，以及有害杂质的处理。不同工艺，氧化液维护及调整方法不尽相同，但对相同体系溶液来说，有很多共性。如在重铬酸盐体系中，随着氧化的进行，溶液pH值会逐渐上升，溶液中的Cr⁶⁺不断地被消耗，同时积累Mg²⁺。调整pH值时，通常用对应的酸进行调整，如工艺3、工艺4、工艺6的溶液可以分别用硫酸、乙酸和铬酐调整。补加溶液时，根据分析结果进行补加，若氧化膜表面挂灰严重，应部分更换或全部更换新溶液。有些溶液对杂质比较敏感，应保持溶液的清洁，如工艺9的溶液受Cl^－影响较大，应避免Cl^－带入到溶液中。

表20－1　镁合金化学氧化溶液组成及工艺条件

续表

3．后处理

为提高氧化膜的抗蚀能力，氧化后需进行填充处理，工艺见表20－2。

表20－2　镁合金氧化处理后的后处理工艺

二、电化学氧化

(1)电化学氧化工艺见表20－3。

(2)工艺特点。

①HAE阳极氧化法。对镁合金均适用。不需前处理的酸洗工艺。由于使用温度低，因此，需用冷却装置，溶液的维护和管理容易。所得膜层硬度高，耐热性、耐蚀性和涂层的结合力均良好。

②Dow－17阳极氧化法。与HAE法类似。但膜层硬度略低于HAE法膜层，膜具有好的耐热性和耐磨性。

③Dow－9阳极氧化法。该法对零件尺寸影响较小，膜的耐蚀性好，适于含稀土元素的镁合金及其他类型镁合金的氧化处理。

④Caustic阳极氧化法。该溶液中含有稀土元素，镁合金成膜速度快，可采用低电流密度处理。所得膜的电绝缘性及耐蚀性良好，硬度高，可不经涂装处理。

(3)氧化溶液使用注意事项。

表20－3　镁合金电化学氧化工艺

氧化溶液的使用寿命取决于使用方法和日常维护。

①氧化溶液应集中使用。既可节约能源，又能防止溶液因频繁加温而引起分解速度加快。

②工件处理的每一环节都要做到清洗干净，以防油污、酸性介质等带入而污染溶液。

③严格掌握工艺条件，工作时防止溶液沸点温度过高和溶液无休止地沸腾，以免引起溶液中有效成分的无谓分解。为此，氧化后期可采用间歇加温，或调小加温的电源功率，使溶液由剧烈沸腾改为缓和的沸腾，从而减缓溶液的分解速度。

④定期除去溶液中的杂质。溶液沸腾之前，先捞去液面上覆盖的碳酸盐及其皂化物。氧化后在溶液尚未完全冷却之前，清除沉入槽底的氧化铁。