镁合金表面处理国内外研究应用现状

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镁合金表面处理工艺研究

20世纪70年代以来，各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出了
越来越严格的限制，1993～1994年欧洲汽车制造商提出“3L汽油轿车"的新概
念。1996年德国教育部投资2400万马克，由阿伦工业大学、慕尼黑工业大学、
杜易斯堡大学、多特蒙德大学以及大众汽车公司等44家单位展开了针对汽车轻
量化、代号为“MADICA"的联合攻关项目。日本通过了“家电回收法"以限制
工程塑料的使用，率先将镁合金用于制造笔记本电脑、移动电话、摄像机、数码
相机，并正在计划将其推广到电视、投影仪、音响等电子和通讯器材上。美国制
定了PNGV(新一代交通工具伙伴)的合作计划，其目标是生产出消费者可承受
的每100km耗油3L的汽车，且整车至少80％以上的零件可以回收这些要求迫使
汽车制造商采用新材料、新工艺和新技术，生产质量轻、耗油少、符合环保要求
志。大众，奥迪和菲亚特汽车公司纷纷使用镁合金。在未来的七八年中，欧洲汽
车制造业使用镁合金将占镁消耗总量的14％，预计今后将以10％-20％的速度递
增，2005年将达到20万吨。
美国、欧洲、日本等发达国家投入大量人力和物力，实施多项大型联合研究
发展计划，研究用镁合金制造汽车零部件，这将极大促进镁合金在汽车上的应用。
镁合金的表面会生成一层自然氧化膜，在pH值为11. 5的溶液中生成的是Mg（OH）2膜，但这两种膜都起不到保护作用，这是因为所形成的氧化膜的体积与所消耗镁原子的体积比为0. 79。
化学转化膜能提供比自然形成的保护膜更好的保护效果，更重要的是，使表面膜从碱性转变为中性，使进一步的涂装保护变得更容易。化学转化膜处理方法常用的有2类：一类以磷酸盐作成膜剂，另一类以铬酸盐作成膜剂。目前技术较成熟的化学转化膜处理方法是铬酸盐处理，用以铬酐和重铬酸盐为主要成分的水溶液进行化学处理获得保护膜。

镁合金表面处理国内外研究应用现状

材料科学基础挤压铸造技术的最新发展学院名称：材料科学与工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：张振亚2014 年 6 月摘要：介绍了国内外镁合金表面处理的最新研究进展，其中包括化学转化、自组装单分子膜、阳极氧化、电镀与化学镀、液相沉积与溶胶凝胶涂层、气相沉积、喷涂、激光熔覆合金技术等，并对镁合金表面处理的发展趋势作了展望。

关键词：镁合金表面处理涂层引言镁是金属结构材料中最轻的一种# 纯镁的力学性能很差。

但镁合金因体积质量小、比强度高、加工性能好、电磁屏蔽性好、具有良好的减振及导电、导热性能而备受关注。

镁合金从早期被用于航天航空工业到目前在汽车材料、光学仪器、电子电信、军工工业等方面的应用有了很大发展。

但是镁的化学稳定性低、电极电位很负、镁合金的耐磨性、硬度及耐高温性能也较差。

在某种程度上又制约了镁合金材料的广泛应用，因此，如何提高镁合金的强度、硬度、耐磨、耐热及耐腐蚀等综合性能，进行适当的表面强化，已成为当今材料发展的重要课题。

镁合金是最轻的金属结构材料之一，密度仅为1.3g/cm3 ~ 1.9 g/cm3，约为Al 的2/3，Fe 的1/4。

镁合金具有比强度高，比刚度高，减震性、导电性、导热性好、电磁屏蔽性和尺寸稳定性好，易回收等优点。

以质轻和综合性能优良而被称为21 世纪最有发展潜力的绿色材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子通讯等各个领域。

但是镁合金的化学和电化学活性较高，严重制约了镁合金的应用，采用适当的表面处理能够提高镁合金的耐蚀性。

一、微弧氧化处理微弧氧化技术又称微等离子体氧化或阳极火花沉积, 实质上是一种高压的阳极氧化, 是一种新型的金属表面处理技术。

该工艺是在适当的脉冲电参数和电解液条件下, 使阳极表面产生微区等离子弧光放电现象, 阳极上原有的氧化物瞬间熔化, 同时又受电解液冷却作用, 进而在金属表面原位生长出陶瓷质氧化膜的过程。

与普通阳极氧化膜相比, 这种膜的空隙率大大降低, 从而使耐蚀性和耐磨性有了较大提高。

镁合金表面处理方法的优化和改进

镁合金表面处理方法的优化和改进镁合金是一种具有轻质、高强度、高比刚度和较高的热导率等优点的金属材料。

它广泛应用于航空、汽车、电子、医疗和军工等领域。

然而，镁合金在实际应用中，由于其表面容易氧化、腐蚀和磨损等问题，其应用范围受到一定的限制。

因此，为了提高镁合金的表面性能，人们研究并发展了各种表面处理方法。

本文将对镁合金表面处理方法的优化和改进进行探讨。

一、化学处理方法化学处理是目前使用最广泛的一种表面处理方法。

其中，单位面积处理成本低、处理厚度易控制、成型成本低、处理速度快等特点使其在实际生产中得到广泛应用。

1.1 酸蚀处理酸蚀处理是指将镁合金表面暴露在稀酸性溶液中，以形成一层具有一定厚度、均匀、致密并表面平整的氧化膜。

氧化膜的厚度和性质取决于酸性溶液的成分、浸泡时间和处理温度等因素。

酸蚀处理可以提高镁合金表面的耐腐蚀性和耐磨性，并可以提高其表面美观度。

然而，酸蚀处理也存在一些缺点。

首先，如果酸性溶液中的浓度、处理温度、时间等因素不恰当，会导致镁合金表面粗糙、不规则、氧化膜薄和不致密等缺陷。

其次，氧化膜虽然可以保护镁合金表面免于腐蚀和磨损，但其本身也具有一定的脆性，易于剥离和破裂。

为了克服这些缺点，人们进行了一系列的研究。

例如，可以通过改变酸性溶液的成分、添加复合添加剂、控制温度等因素来改善氧化膜的性质。

此外，还可以将酸蚀处理与其他表面处理方法结合起来使用，以提高表面成品质量。

1.2 电解沉积处理电解沉积处理是利用电化学原理，在特定条件下，将金属离子沉积在镁合金表面上的一种表面处理方法。

该方法可以形成高质量的金属涂层，具有厚度均匀、致密、耐腐蚀和较高的硬度等优点。

电解沉积处理可以用于制备镀铬、镀镍、镀锌、镀铜等多种涂层。

尽管电解沉积处理具有许多优点，但其存在一些缺点。

首先，处理过程的费用较高，因为需要使用大量的电能和金属离子等。

其次，在实际生产中，如果沉积条件不当，容易造成涂层的不均匀、太薄或太厚等缺陷。

镁合金表面处理的研究现状

镁合金表面处理的研究现状一.概述镁合金是以镁为基加入其他元素组成的合金。

其特点是：密度小、比强度高、刚性好、弹性模量大、消震性好、刚性好、承受冲击载荷能力比铝合金大、刚性好、耐有机物和碱的腐蚀性能好。

主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。

目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。

主要用于航空、航天、运输、化工、火箭等工业部门。

在实用金属中是最轻的金属,镁的比重大约是铝的2/3，是铁的1/4。

但是，镁的应用和研究相对其它金属严重滞后，原因在于其韧性低、高温性能和耐腐蚀性能差，而且加工成形比较困难。

与铝、钛能生成自愈钝化膜不同，镁表面生成的氧化膜疏松多孔，不能对基体起有效保护作用，因此，在潮湿的空气、含硫气氛和海洋大气中，镁均会遭受严重的化学腐蚀，这极大地阻碍了其广泛应用。

通过合金化的方法来改善其性能，特别是期望发现“不锈镁”的努力至今还没有取得进展。

所以，镁合金零件在使用前须经过一定的表面改性或涂层处理。

目前，电化学镀层、转化膜等工艺技术已经应用于镁合金的防护，气相沉积涂层、涂覆、表面热处理等方法也受到密切关注，高能束熔覆等新技术也被尝试应用于镁合金表面性能的提高。

二.表面处理方法1.电镀和化学镀技术镁合金表面镀镍技术分为电镀和化学镀两种。

由于镁合金化学活性高，在酸性溶液中易被腐蚀，因此镁合金电沉积技术与铝合金电沉积技术有着显著的差异。

目前，镁合金电镀工艺技术有两种工艺：浸锌-电镀工艺和直接化学镀镍工艺。

为了防止镁合金基体在酸性溶液中被过度腐蚀，需要在处理前溶液中添加F-(F-与电离生成的Mg2+形成MgF2沉淀，吸附在镁合金基体表面可以防止基体过度腐蚀。

镁合金表面化学镀Ni-P合金是一种很成熟的工艺。

通常化学镀方法制备的Ni-P合金层是非晶态的，这层致密的非晶态Ni-P合金层可以有效地防止镁合金基体被腐蚀。

结合使用化学镀镍技术和滚镀技术可以在镁合金基体上形成一层晶态的Ni-P合金层。

镁合金热处理的研究现状及发展趋势

镁合金热处理的研究现状及发展趋势镁合金热处理是一种常用的工艺方法，用于改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。

在过去几十年里，镁合金热处理的研究取得了显著的进展，但仍存在一些挑战和问题。

本文将介绍镁合金热处理的研究现状及发展趋势。

镁合金由于其低密度、高比强度和优良的机械性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

然而，镁合金的应用受到其低强度、低塑性和易腐蚀等问题的限制。

热处理是一种改善镁合金性能的有效方法，通过控制合金的组织和相变，可以提高其强度、塑性和耐腐蚀性能。

镁合金热处理的研究主要集中在两个方面：固溶处理和时效处理。

固溶处理是将镁合金加热到高温，使固溶体中的合金元素溶解，然后通过快速冷却来保持溶解态。

这可以提高合金的强度和硬度，但会降低其塑性。

时效处理是在固溶处理后，将镁合金在中温下保持一段时间，使合金元素重新组合形成稳定的析出相。

这可以提高合金的强度和塑性，但会降低其硬度。

然而，镁合金热处理仍面临一些挑战。

首先，镁合金的高反应活性使得热处理过程中易发生氧化和燃烧，需要采取措施保护合金表面。

其次，镁合金的晶粒细化和相变行为对热处理的影响仍不完全清楚，需要进一步研究。

此外，镁合金的组织均匀性和稳定性也是研究的重点。

未来的发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，研究人员将继续改进热处理工艺，以提高镁合金的性能。

例如，通过优化固溶处理和时效处理的工艺参数，可以获得更好的力学性能和耐腐蚀性能。

其次，研究人员将探索新的热处理方法，如等离子体处理、激光处理等，以进一步改善镁合金的性能。

此外，研究人员还将研究镁合金热处理对微观组织和相变行为的影响机制，以揭示热处理过程中的微观机制。

镁合金热处理是一种重要的工艺方法，可以改善镁合金的性能。

目前的研究主要集中在固溶处理和时效处理方面，但仍存在一些挑战和问题。

未来的发展趋势包括改进热处理工艺、探索新的热处理方法以及揭示热处理过程中的微观机制。

通过这些努力，镁合金热处理的研究将取得更大的进展，为镁合金的应用提供更好的支持。

镁合金研究报告

镁合金研究报告
镁合金是一种轻质高强度材料，在航空、汽车、电子、医疗等方面有广泛的应用前景。

然而，镁合金材料还存在着一些问题，如易腐蚀、低韧性等，因此需要进行进一步的研究。

本文将从镁合金的研究现状、制备方法、性能改进等方面进行讨论。

一、镁合金的研究现状
（1）制备方法的研究：包括溶液处理、机械制备、热加工、复合材料制备等。

（2）合金化的研究：利用添加其他元素来改善镁合金的力学性能、耐腐蚀性能等。

（3）力学性能的研究：包括强度、延展性、硬度、耐蚀性等的研究。

（4）应用研究：应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。

二、制备方法
制备镁合金的方法有多种，以下是比较常见的几种方法：
（1）溶液处理：利用化学法将钠、铝、锂等元素在高温下溶解于镁中，从而实现镁合金化的方法。

（2）机械制备：通过机械研磨、球磨等方法，将两种或多种金属粉末混合制备而成。

（3）热加工：通过加热、压力等方法，将镁合金加工成所需要的形状。

（4）复合材料制备：通过利用纤维增强材料制备出具有高强度、高韧性的复合材料。

三、性能改进
为了改善镁合金材料的性能，可以采用以下方法：
（2）热处理：通过加热、冷却等方法，改善镁合金的力学性能、韧性和耐蚀性等。

（3）表面处理：对镁合金材料进行氧化、涂层等表面处理，提高其抗腐蚀性。

四、结论。

镁合金研究现状及发展趋势

镁合金研究现状及发展趋势镁合金是一种具有很高应用潜力的轻金属材料，具有低密度、高比强度、良好的机械性能以及优异的导热性能等特点，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

本文将对镁合金研究现状及发展趋势进行分析。

镁合金的研究现状主要表现在以下几个方面：首先，镁合金的合金化研究得到了广泛关注。

镁合金的低强度和低塑性是其在一些领域应用受限的主要原因，因此对镁合金进行合金化改性成为研究的重点。

通过添加合适的合金元素，如锌、铝、锆等，可以有效提高镁合金的强度和塑性，提高其综合性能。

其次，镁合金的热处理研究逐渐深入。

热处理是改变镁合金微观组织和提高其力学性能的重要方法。

目前，研究者们对镁合金的时效处理、固溶处理、稳定化处理等进行了广泛研究，并通过优化热处理工艺，提高了镁合金的强度、塑性和耐腐蚀性能。

此外，镁合金的表面处理研究也受到了广泛关注。

镁合金的表面活性、氧化倾向性和易腐蚀性是其应用受限的主要障碍。

目前，研究者们通过电化学氧化、化学镀、溶液渗硅等方法，改善了镁合金的表面性能，并提高了其耐腐蚀性、耐磨损性以及附着力等性能。

镁合金的发展趋势主要有以下几个方面：首先，镁合金的含量逐渐增加。

由于镁合金的低密度和良好的机械性能，具有很高的轻量化潜力，因此将镁合金应用于航空、汽车等领域，可以有效减轻重量，提高能源利用效率。

其次，镁合金的合金化方法将更加多样化。

目前的镁合金大多采用铸造方法制备，但铸造合金化有一定的局限性，不能满足特殊应用的需求。

因此，未来的研究重点将更加注重新型合金制备方法，如粉末冶金、堆积成形、等离子体喷涂等。

此外，镁合金的结构设计将更加系统化。

随着对镁合金研究的深入，研究者们发现材料的微观组织和结构对其性能具有重要影响。

因此，在今后的研究中，将更加注重镁合金的晶粒尺寸、晶界结构和取向等方面的设计和控制，以进一步提高材料的性能。

综上所述，镁合金的研究现状正朝着合金化、热处理和表面处理等方向深入发展，未来的发展趋势将更加注重轻量化、多样化的合金化方法以及系统化的结构设计。

镁合金表面处理技术现状

镁合金表面处理技术现状
镁合金作为一种轻量化材料，具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

然而，镁合金在应用过程中存在着易氧化、耐磨性差、腐蚀性强等问题，需要进行表面处理以提高其性能。

目前，镁合金表面处理技术主要包括化学处理、电化学处理和物理处理等方法。

1. 化学处理：常见的化学处理方法包括酸洗、碱洗、酸碱中和、酸洗除油和镀硬铬等。

酸洗可以去除镁合金表面的氧化层和杂质，提高镁合金的表面质量和附着力；碱洗可以去除表面的油污和有机物；酸碱中和可以中和残留的酸碱溶液；酸洗除油可以去除镁合金表面的油脂和污染物；镀硬铬可以提高镁合金的硬度和耐腐蚀性。

2. 电化学处理：电化学处理主要包括阳极氧化和电沉积等方法。

阳极氧化可以形成一层致密的氧化膜，提高镁合金的抗氧化、耐蚀和耐磨性能；电沉积可以通过电解沉积金属或合金在镁合金表面，改善表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。

3. 物理处理：物理处理主要包括机械研磨、喷砂、阳极砂化等方法。

机械研磨可以去除镁合金表面的氧化层和粗糙度，提高表面质量；喷砂可以通过高速喷射硬度较高的粒子，去除表面的氧化层和杂质；阳极砂化可以通过在阳离子溶液中进行磨料刷砂，提高表面的粗糙度和附着力。

综上所述，镁合金表面处理技术涵盖了化学处理、电化学处理和物理处理等多种方法，不同的处理方法可以根据具体需求选择，以提高镁合金的性能和使用寿命。

镁及镁合金

镁合金的发展现状及应用摘要镁及镁合金具有比强度、比刚度高，减震性、电磁屏蔽和抗辐射能力强，易切削加工，易回收等一系列优点，在汽车、电子、电器、交通、航空、航天和国防军事工业领域具有极其重要的应用价值和广阔的应用前景，是继钢铁和铝合金之后发展起来的第三类金属结构材料，并被称之为21世纪的绿色工程材料。

本文根据近年来国内外发表和公布的有关镁合金的文章和信息，介绍了镁合金的发展现状和应用。

关键词：镁，镁合金，发展现状，应用1镁及镁合金的发展简介镁是地球上排位第八的富有元素，其含量约占地壳重量的2％，镁同时也是海水中的第三富有元素，约占海水重量的0.13％。

镁有60多种矿产品，其中白云石(CaCO3·MgCO3)，菱镁矿(MgCO3)，氨氧镁石(Mg(0H)或MgO·H2O)，光卤石(MgC12·KCl·H2O)，橄榄石(Mg2Fe2SiO4)和蛇纹石(3MgO·2SiO2·2H2O)最具商业开采价值。

1808年英国的Sir Humphry Davy首先发明了用金属钾蒸汽还原氧化镁而制得金属镁的方法。

1863年法国的Deville和Caron发明了用钠还原无水氯化镁及氟化钙的混合物制镁，由此揭开了工业上大规模制造金属镁的序幕，并随着电解无水氯化镁制镁工艺的产生而得到了迅速发展。

1986年。

德国首先将镁合金用于飞机制造业。

美国的第一家镁生产厂由美国通用电器公司于1914年建立，并在二次世界大战期间由于镁燃烧弹的大量需求而得到迅速发展。

1944年世界镁合金的消耗量达到228,000吨，但战后又降低到每年10,000吨的水平。

直到1998年，随着镁的研究和应用水平的提高，其年消耗量才提高到360,000吨，此后以每年7％～9％的速度递增[1]。

我国自20世纪90年代初开始出口原金属镁，2001年出口量达到20万吨，占世界镁市场总需求量的40％以上[2]。

镁合金的国内外发展现状

镁合金的国内外发展现状
一、国外发展现状
近年来，北美、欧洲和日本等发达国家相继加大了对镁合金开发与应用研究的投入。

镁合金应用和研究重点开始从宇航和兵工等领域扩展到民用高附加值产业（如汽车、电脑、通信和家电等）。

围绕镁合金材料的开发,争夺国际商业市场的竞争日趋激烈。

镁合金在电子器件中的应用增长加快，日本松下、NEC、SONY以及欧洲、美国、台湾等著名公司已经用镁合金制造便携式电脑、手提电话、摄录像机壳体，显示出了极强的竟争力。

二、国内发展现状
我国目前在镁工业方面拥有三项“世界冠军”。

第一是镁资源大国，储量居世界首位；第二是原镁生产大国；第三是出口大国。

尽管如此,我国的镁工业还存在着不少问题,主要表现在：1）原镁生产技术比较落后，质量不够稳定；2）出口产品绝大多数是廉价的纯镁锭，镁合金出口比重只有15%左右；3）原创性的研究成果缺乏，目前出口的所有镁合金锭几乎全部按照国外的牌号生产，而且在镁合金产品加工中的关键技术和装备大部分依靠进口。

中国镁合金产品的生产和应用现状是，镁合金的优势已经被许多企业所认识，在汽车、摩托车和3C产业中镁合金已经开始获得应用，用户包括上汽、一汽、二汽、奇瑞、隆鑫、海尔等。

例如，一汽铸造有限公司AM50镁合金方向盘骨架；镁合金压铸迅速增长，台湾、香港和大陆投资的镁压铸厂分布在几乎全国各地，各种压铸机数量超过50台，变形镁合金加工开始起步。

镁合金研究现状及发展趋势

镁合金研究现状及发展趋势摘要：镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一，近年来已成为学术界的一个研究热点。

本文主要综述了镁合金的研究进展和应用，介绍了耐热、耐蚀、阻燃和高强高韧等高性能镁合金材料的最新发展。

还介绍了镁合金成型技术的研究成果，最后展望了高性能镁合金的发展前景。

关键词：镁合金；高强高韧；成型技术；应用1.引言镁（Mg）是地球上储量最为丰富的元素之一，在陆地、湖泊和海洋中都广为分布，例如，其在地壳表层金属矿资源中的含量达2.3%，仅次于占8.1%的铝和5%的铁，居第三位；海水中的镁含量达到2.1×1015吨，可以认为是取之不尽、用之不竭的元素[1]。

此外，我国的白云石矿储量、菱镁矿以及原镁的产量位列世界镁资源储量首位[2]。

同时，随着当前钢铁行业中铁矿石等资源的日趋紧张，开发和利用镁作为替代材料是必然的趋势。

被誉为“二十一世纪绿色金属结构工程材料”的镁合金是目前所知金属结构材料中最轻的，与其他同类材料相比，它具有密度小，比强度、比刚度较高，可以回收再利用且机加工性能优异，阻尼减震性好，电磁屏蔽效果佳等一系列优点，因此在交通运输（如汽车、摩托车、自行车等工业）、航空航天、武器装备、计算机通讯和消费电子产品等领域具有广阔的应用前景[3]，但其使用量与铝合金和塑料相比还相当少[4]。

目前，从全球镁合金研发状况看，发展方向如图1所示[5]，我国在镁合金材料的应用研究与产业化方面也己取得重大进展，形成了从高品质镁材料生产到镁合金产品制造的完整产业链，为我国实现由镁资源大国向镁应用强国的跨越奠定了坚实的基础。

图1 镁合金的研发方向[5]Fig. 1 Directions of Mg alloy development2.镁合金的特点及分类通过在纯镁中添加其他化学元素，可显著改善镁的物理、化学和力学性能。

但镁合金同时存在着显著的缺点，下面对镁合金的优缺点进行简要的阐述。

2.1镁合金的优点[6 ~ 8]1）密度小、质量轻。

镁合金表面处理技术现状和发展趋势

ＡｂｔａｔＤｉｅｅｔｓｒａｅｔｅｔｅｔｗａｐｌｄｔｅｅｃｏａｎｓｕａｌｙｉｒｅｏｓｒｃ：ｆｒｎｕｆｃｒａｍｎｓａｐｉｏｄｆｎｅｆｒｍｇｅｉｍｌｎｏｄｒｔｆｅｏｉｐｏｅｃｐｂｌｙｅｔｎｐｌａｉｎｆｌｎｎｒａｅｓｒｉｅｌｅＩｈｓｐｐｒａｒｖｅｍｒｖａａｉｔ，ｘｅｄａｐｉｔｉｄａｄｉｃｅｓｅｖｃｉ．ｎｔｉａｅ，ｅｉｗｉｃｏｅｆｗａａｅｏｈｔｄｎｐｌａｉｎｏｕｆｃｒａｍｅｔｆｒｍａｎｓｕａｌｙｗｈｃｎｓｍｄｎｔｅｓｕｙａｄａｐｉｔｆｓｒａｅｔｅｔｎｏｇｅｉｍｌ，ｉｈｉ— ｃｏｏ
应用的现状；着重阐述了微弧氧化技术具有膜层与基体结合强度高、硬度高、耐磨性好、抗腐蚀能力强、热稳定
性好等优点；概述了微弧氧化技术国内外研究与应用现状，并提出微弧氧化技术是镁合金表面处理的重点．关键词：镁合金；表面处理；微弧氧化
第３卷第４１期
Ｖ０．１Ｎｏ４２１１３．００
青岛理 ห้องสมุดไป่ตู้ 大学学报
ＪｕｎｌｏｎｄｏＴｅｈｏｌｇｃｌｎｖｒｉｙｏｒａｆＱｉｇａｃｎｏｉａｉｅｓｔＵ
镁合金表面处理技术现状和发展趋势
镁合金凶其比重小、的比强度和比刚度、良的减震性和电磁屏蔽性、好的回收性等优点，航空高优很在

镁合金表面防腐层的研究现状

凝Ａｌ一１２ｓｉ一３Ｆｅ一３Ｍｎ一２Ｎｉ合金粉末涂层。卜恒勇，卢晨口０ｊ使用冷喷涂方法在铸态ＡＺ９１Ｄ镁合金基体上沉积了纯Ａｌ涂层，所得涂层组织致密，厚度均匀，与基体结合良好，孔隙率小于１。随后用机械减薄的方法使Ａｌ涂层的厚度减薄到１３５￣ｍ，对减薄后的试样在真空加热炉中分别进行了４００ ℃ ×２０ｈ和４００ ℃ ×４０ｈ的热处理为５的ＮａＣ１溶液浸泡试
验和盐雾试验，考察了镁合金表面铝涂层在氯离子中的耐
蚀性能及其腐蚀行为。结果表明封孔处理后的铝涂层对基
体镁合金起到了很好的保护作用，提高了基体镁合金的耐
蚀性能。未经封孔处理的涂层存在孑Ｌ隙，不能有效保护基体。张津和ＣｈｉｕＬＨ等人［４５］分别开展了ＡＺ９１Ｄ和ＡＺ３１
镁合金表面防腐的金属及其合金涂层主要有喷涂涂层、渗
金属涂层、磁控溅射膜以及金属镀层等。
喷涂涂层制备方法是利用某种热源将喷涂材料迅速加热到融化或半熔化状态，再经过高速气流或焰流使其雾化，
加速喷射在经预处理的零件表面上，使材料表面得到强韧
关键词：镁合金；防腐蚀；金属涂层；陶瓷涂层；化学转化膜；有机膜中图分类号：ＴＧ１３文献标识码：Ａ
０前言
镁合金具有较低的密度，较高的比强度和比刚度以及

镁合金表面功能化处理研究

镁合金表面功能化处理研究随着科技的不断发展，人们对于材料的性能和功能要求也越来越高，尤其是在工业领域中，材料的使用要求越来越复杂。

而镁合金作为一种轻质高强度材料，在汽车、航空等领域有着广泛的应用前景。

然而，由于其表面反应性强，易受腐蚀和氧化，导致镁合金在使用中存在一定的局限性，因此为了提高镁合金的耐腐蚀性和机械性能，研究镁合金表面的功能化处理显得尤为重要。

一、镁合金表面处理的现状及进展针对镁合金表面的各种处理方法，如机械处理、电化学处理、化学处理等，已经被广泛研究和应用。

在一系列研究中发现了一些值得注意的结果。

例如，获得较低的表面粗糙度可以改善材料的疲劳寿命，增强其耐腐蚀性能。

另外，一些研究表明，采用阳极氧化（AAO）等处理方法可以改善镁合金表面的硬度和抗腐蚀性能。

同时，机械化学处理（MCP）等方法也被引入到镁合金表面处理中，提高材料的附着力和表面的膜层的质量。

二、镁合金表面化学成分分析在研究镁合金的功能化处理方法时，化学成分的分析是不可避免的环节。

目前，表面分析技术如扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）等方法被广泛应用于分析镁合金材料表面的成分和结构。

在具体实验中，研究者通常将材料的表面暴露于不同的腐蚀条件下，然后进行化学成分分析，并通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外（FTIR）等方法对处理后的镁合金表面多种结构进行分析。

三、镁合金密度和电化学性能的改进在表面处理的过程中，改善镁合金的密度和电化学性能是一个重要的目标。

目前，很多研究都着眼于其中的一些技术方案，例如采用离子注入（II）处理技术、离子束辐照（IBI）和化学涂层等方法来提高材料的密度和电化学性能。

除此之外，也有不少研究者对纳米表面和多层膜层技术进行了不同的研究，以进一步改善材料的某些性能。

例如，通过制备在表面上涂上纳米二氧化硅层（SiO2）等方法来直接控制镁合金结构和表面性质，进而提高其耐磨性和耐腐蚀性。

而采用多层膜层技术则是通过控制不同材料层之间的界面控制材料表面的多种性能。

镁合金表面化学转化膜研究进展

镁合金表面化学转化膜研究进展摘要：总结镁合金表面化学转化膜的研究现状，介绍铬酸盐转化膜、锡酸盐转化膜、磷酸盐/高锰酸盐转化膜、稀土转化膜、植酸转化膜和钥酸转化膜的处理工艺，讨论磷酸盐/高锰酸盐转化膜的成膜机理，分析各种化学转化膜的优缺点，展望今后镁合金表面化学转化膜的发展方向。

关键词：镁合金；化学转化膜；腐蚀防护；磷酸盐0引言镁合金具有密度小、比能量大、强度高和电磁屏蔽性能好等优点，广泛用于汽车、航天电子通信和工程结构材料等领域[1]。

但纯镁的标准电极电位非常负(-2.37 V，vs SHE)，其腐蚀电位因介质而异，一般在-1.65～+0.5V之间[2]。

大部分镁合金性质活泼，容易在各种使用环境中被腐蚀，极大地限制了镁合金的开发与应用。

适当的表面处理能够极大地改变镁合金的耐腐蚀性能，扩大镁合金的使用范围[3]。

镁合金的表面处理方法很多，如电镀或者化学镀、金属涂层、阳极氧化、化学转化膜处理、激光处理和离子注入等[4-6]。

镁性质活泼，MgO会在合金表面迅速形成，阻碍沉积金属与基底形成金属键；基底的空隙和夹杂会成为镀层空隙的来源，使得金属涂层质量欠佳：镁在普通镀液中与其他金属离子的置换反应十分强烈，导致置换层松散无力[3]。

激光处理和离子注入等制备的涂层耐蚀性能优越，但生产设备昂贵，成本过高，工件形状尺寸受到限制[2]。

阳极氧化或微弧氧化膜具有很高的硬度和良好的耐蚀性，但设备占地大，投资较大，能耗高，膜层空隙率高，难以大规模推广应用。

化学转化膜法也称为化学氧化法，是使金属工件表面与处理液发生化学反应，生成一层保护性钝化层，化学氧化法生成的氧化膜比自然形成的保护膜有更好的保护效果，是提高镁合金防蚀性能最常用、最有效的方法。

与阳极氧化处理工艺相比，化学转化膜比较薄(0.5~3.0rtm)，可用于保护涂料的基底，尤其适用于在特定环境下的防护，比如运输或储存过程中镁的防护和镁合金机械加工件表面的长期防护；而且化学转化膜工艺设备简单，投资少，处理成本低，并能够显著提高镁合金的腐蚀抗力，在镁合金表面处理中占较大比例[5-6]。

镁合金表面处理技术的现状和发展方向

在当今工业领域中，镁合金作为一种重要的结构材料，其在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。

由于镁合金具有密度低、比强度高、导热性能好的优点，因此备受青睐。

然而，镁合金表面处理技术的发展也成为了当前研究和应用的热点之一。

本文将从镁合金表面处理技术的现状出发，深入分析其发展方向，并探讨这一技术对材料性能和工业应用的影响。

一、镁合金表面处理技术的现状镁合金作为一种结构材料，其表面处理技术对其性能和应用起着至关重要的作用。

目前，主流的镁合金表面处理技术包括阳极氧化、化学转化膜和表面涂层等。

这些技术在提高镁合金的耐蚀性、耐磨性和耐热性方面发挥着重要作用。

然而，现阶段的镁合金表面处理技术还存在着表面粗糙度大、涂层附着力差等问题，限制了其在高端领域的应用。

有必要研究和探讨镁合金表面处理技术的发展方向，以期在提高材料性能的满足工业对材料的高要求。

二、镁合金表面处理技术的发展方向随着材料科学和工程技术的不断发展，镁合金表面处理技术也在不断突破和创新。

未来，镁合金表面处理技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 新型表面处理技术的研发目前，针对镁合金表面处理技术存在的问题，研究人员正在积极探索开发新型的表面处理技术，以解决目前技术所面临的挑战。

其中，包括但不限于等离子喷涂、化学沉积、离子渗透等新型技术的研发，以期在提高表面质量和涂层附着力方面取得突破。

2. 多功能复合涂层的设计与应用为了进一步提升镁合金表面的性能，研究人员还在探索开发多功能复合涂层技术，以实现在耐磨、耐蚀、耐热等方面的多重性能提升。

这将为镁合金在航空航天和汽车制造等领域的应用提供更多可能性和机遇。

3. 绿色环保表面处理技术的应用随着全球环境保护意识的提高，绿色环保的表面处理技术备受关注。

未来，镁合金表面处理技术的发展也将更加注重环保和可持续发展，致力于研究开发环保型、低能耗的表面处理技术，以实现材料性能提升与环境保护的双重目标。

三、个人观点和理解从我个人的角度来看，镁合金表面处理技术的发展前景十分广阔。

镁合金的应用-现状与未来

未来之星---镁合金（一）镁合金应用实例：1、镁合金在汽车工业中的应用镁合金自20世纪30年代就开始在汽车上应用，迄今已有70多年的历史。

1936年德国大众汽车公司开始用压铸镁合金生产“甲壳虫”汽车发动机传动系统零部件，1946年达到单车镁合金用量18 kg，而到1980年，大众公司累计生产了1 900万辆“甲壳虫”汽车，共用镁合金38万t，创批量生产的最高记录，只是由于后来镁的价格波动才暂时停止了使用[3]。

目前镁合金在汽车上的应用状况是，每辆车在0．5～17kg之间变化，平均使用量是每辆车3 kg。

德国大众汽车公司帕萨特车目前用镁量为14 kg，不久将增至30,--,50 kg。

美国通用和福特汽车公司预计在今后的20年内每辆车的镁合金用量将从目前的3 kg提高到100 kg。

从20世纪90年代开始，欧美、日本、韩国的汽车商逐渐开始把镁合金用于许多汽车零件上。

大众汽车公司帕萨特汽车内部的镁合金零部件2、于2012年8月上市的新款笔记本电脑“LaVie Z”在13英寸产品中实现了全球最轻的重量（截至2012年7月3日，该公司调查数据）。

该产品的重量仅为约875g，轻到了令人惊讶的程度，NEC新开发的镁锂合金为此作出了巨大贡献。

实现“全球最轻”的功臣镁锂合金是NEC数年前就开始研发的材料，其最大特点是，比重比以前广泛使用的镁合金轻很多，而且实现相同强度所需要的板厚也稍薄，重量可减轻约25％。

与铝合金相比，重量可减轻四成以上。

如今在笔记本电脑领域，以“薄型轻量”为理念的超级本（Ultrabook）备受关注。

NEC 涉足该领域时，就以凭借“压倒性的轻量化”区别于其他公司的产品为目标，加快了镁锂合金研究步伐，在LaVie Z上首次采用了镁锂合金。

（二）镁合金的应用：目前，镁合金在汽车上的应用零部件可归纳为2类。

(1)壳体类。

如离合器壳体、阀盖、仪表板、变速箱体、曲轴箱、发动机前盖、气缸盖、空调机外壳等。

镁合金的优缺点与应用

镁合金的优缺点及应用镁合金是以镁为原料的高性能轻型结构材料，比重与塑料相近，刚度、强度不亚于铝，具有较强的抗震、防电磁、导热、导电等优异性能，并且可以全回收无污染。

镁合金质量轻，其密度只有1.7 kg/m3，是铝的2/3，钢的1/4，强度高于铝合金和钢，比刚度接近铝合金和钢，能够承受一定的负荷，具有良好的铸造性和尺寸稳定性，容易加工，废品率低，具有良好的阻尼系数，减振量大于铝合金和铸铁，非常适合用于汽车的生产中，同时在航空航天、便携电脑、手机、电器、运动器材等领域有着广泛的应用空间。

、镁合金的优点1、镁合金密度小但强度高、刚性好。

在现有工程用金属中，镁的密度最小，是钢的1/5，锌的1/4，铝的2/3。

普通铸造镁合金和铸造铝合金的刚度相同，因而其比强度明显高于铝合金。

镁合金的刚度随厚度的增加而成立方比增加，故而镁合金制造刚性好的性能对整体构件的设计十分有利。

2、镁合金的韧性好、减震性强。

镁合金在受外力作用时，易产生较大的变形。

但当受冲击载荷时，吸收的能量是铝的1.5倍，因此, 很适合应于受冲击的零件一车轮；镁合金有很高的阻尼容量，是避免由于振动、噪音而引起工人疲劳等场合的理想材料。

3、镁合金的热容量低、凝固速度快、压铸性能好。

镁合金是良好的压铸材料，它具有很好的流动性和快速凝固率，能生产表面精细、棱角清晰的零件，并能防止过量收缩以保证尺寸公差。

由于镁合金热容量低，与生产同样的铝合金铸件相比，其生产效率高40% ~ 50% ,且铸件尺寸稳定，精度高，表面光洁度好。

4、镁合金具有优良的切削加工性。

镁合金是所有常用金属中较容易加工的材料。

加工时可采用较高的切削速度和廉价的切削刀具工具消耗低。

而且不需要磨削和抛光，用切削液就可以得到十分光洁的表面。

5、资源丰富。

中国是镁资源大国，菱镁矿、白云石矿和盐湖镁资源等优质炼镁原料在中国的储量十分丰富，为中国的原镁工业及下游”产业的蓬勃发展和不断进步提供了物质保证。

镁合金铸件表面处理技术现状

到重视，本研究了高锰酸盐处理工艺。结果表明，高锰酸钾日用
加硝酸处理的Ａ９台金表面转化膜由锰的氧化物、氧化物和Ｚ１氢况，做了大量研究工作来改善氧化膜的致密性。他们发现加入碳镁的氢氧化物组成，其成膜速度快、膜较厚：各项腐蚀试验表明，化物和硼化物都能增加镁阳极氧化膜的密度，在此基础上开发出这种高锰酸盐处理的Ａｇ台金耐蚀性与Ｍ３铬酸盐处理法耐ＺｌＸ阳极氧化工艺。这套工艺包括ＵＥ５ＵＥ２两种方法，Ｂ－、Ｂ－两者的电蚀性相同Ｉ。穗国ＡＣ表面处理技术公司新开发出一种无铬的ｓ】Ｈ解液主要构成和阳极氧化处理条件见表。用ＵＥ５理的镁台转化涤层处理工艺。这种工艺处理的Ａ９ＨＢ－处Ｚ１Ｐ和ＡＳＨＭＯＰ试样的金工件表面膜以ｓ４为主，白色。ＵＥ２法表面膜以盐雾试验表明，ｉ０呈Ｂ．－其耐蚀性与铬酸盐处理试样的耐蚀性相同。这种工艺得到的转化膜厚度约１ａ，良好的导电性，于做电泳有ｎ有ｔ适膜致密性都显著高于普通阳极氧化工艺，的孔小，膜分布较均匀。机涤层的底层。这种工艺完全可以利用现有的铬酸盐处理工艺ＵＥ５Ｂ．法镁合金表面膜的耐蚀性和耐磨性都高于ＵＥ２法＿。－Ｂ－４Ｊ生产来实施．适于处理各牌号的铸造、压铸、轧制镁台金。这种新
树脂保护膜的Ａ９ＨＺ１Ｐ试样盐雾腐蚀试验可达几千小时不出现
３化学转化膜
化学转化膜法也称为化学氧化法，是使金属工件与处理液发生化学反应，生成一层保护性钝化膜。同阳极氧化形成的膜相比，这种膜比较薄，硬度和耐腐蚀性都稍低。这种工艺需用的设备简单、投资少、理成本低，于量少和使用环境较好，工件处适对表面质量要求不高的镁合金件。

镁合金的应用于发展前景（3）

镁合金的应用于发展前景（3）镁合金的应用于发展前景上述添加的合金元素是由原予半径比镁大或比镁小的元素构成，而且合金元素问的混合焓比与作为溶剂原子镁的混合焓具有更大的负值。

上述研究结果有助于今后高强、耐热镁合金的开发。

三．制造技术的开发1．熔融、铸造用阻燃气体压铸是一种可一体化成形薄壁复杂零件的低成本加工方法，适用于汽车、两轮车等的零部件制造。

以前，镁合金熔融、压铸用的阻燃气体采用的是地球暖化系数高达22200的SF。

气体，但最近开发出了很多替代气体。

其中包括曰本开发的阻燃效果好、使用方便、地球暖化系数仅为9的OHFC-1234ze气体。

日本已有10家以上的镁合金公司采用这种气体。

从而减少了镁合金熔融、铸造工艺对环境的影响。

2．连铸技术为扩大变形镁合金的应用范围，需要建立稳定的优质原料供应体系。

因此，必须开发镁合金的连续铸造技术。

最近已经可以像铝合金那样，利用绝热铸模的半连续铸造技术，开发出表面质量优异的镁合金坯料和板坯。

3．加工技术随着镁合金半连续铸造技术的确立，确保质量稳定的挤压技术也在逐步形成。

镁合金挤压材在挤压方向进行拉伸和压缩时，不同方向由材料结构导致的变形机理的差异，使材料强度，特别是屈服强度呈现各向异性。

今后希望能够确立使各向异性得到改善的最佳挤压条件。

另外，由于半连续铸造使材料的组织得到细化，使得铸件可不经过挤压而直接用伺服压力机进行锻造。

锻造初始阶段加工速度比较低，促进动态再结晶，然后再进行高速锻造，这样可生产出形状复杂的锻件，并获得良好的机械性能。

随着镁合金轧制技术的提高，现在己可生产质量稳定的薄板及50Bm左右的箔材。

四．应用新动向l_压铸件的应用镁合金压铸件已应用于汽车零部件，包括方向盘、薄板车架、仪表盘及有耐热性能要求的油盘、传动箱等。

但目前主要用于高级车，今后随着成本降低有望被普通汽车采用。

已有的铝合金超高真空压铸技术最近应用于镁合金的压铸，批量生产出了两轮车用后车架。