镁合金的表面处理
镁合金汪铸件的表面处理
清华大学机械丁程系曾大本张鹏
摘要：按照表面成膜过程中有无外加电压作用，将现有镁合金压铸件的表面处理技术归纳为化学成膜技术和阳极氧化成膜技术二大类。分别介绍了化学成膜技术中的铬化处理、磷化处理、锌置换处理、化学腐蚀处理等4类表面处理技术和阳极氧化成膜技术中的常规阳极氧化、等离子体微弧阳极氧化等2类表面处理技术，同时还简要地介绍了作者新近开发的镁合金压铸件交流等离子体微弧氧化处理技术，论述了上述各种技术的特点，总结了在各种表面处理过程中获得高质量膜层应该注意的关键问题，并明确了镁合金压铸件表面处理技术今后的发展方向。
关键词：镁合金压铸件表面处理关键问题发展方向
ABSTRACT ： The existing surface treatment technology of magnesium alloy die casting were divided into two groups such as chemical coating and anode coating according to whether the voltage being exerted during coating。 The four types of surface treatment technology such as chromate treatment， phosphate treatment， zinc displacement treatment and chemical corrosion treatment in chemical coating and two types such as conventional anode coating and plasma microarc anode coating in anode coating were introduced together with the alternating current plasma microarc oxidization coating which was developed by
the author recently The characteristics of these kinds of technology were discussed． The critical problems for good coat in the process of these kinds
of surface treatment were summarized。 The development directiOn of surface treatment technology of magnesium alloy die casting was determined。
Key Works：Magnesium Alloy Casting，surface Treatmcnt，CriticaI PrOblem Development Direction
能源危机与环境污染问题的日益突出，使得符合“综合性能优良、可近终形加工、可回收”材料发展方向的镁合金脱颖而出，成为本世纪最受亲睐的一种应用材料。在目前和今后相当长的一段时期内，高效、节能的镁合金压铸件仍将是镁合金的主要应用产品。由于镁的负电性强（-2.36V SCE），在大气中的耐蚀性极差，所以在使用前必须对镁合金压铸件根据具体要求进行适当的表面处理。在镁合金压铸件的生产成本中，表面处理这部分就占40％左右，因此表面处理对镁合金压铸件的生产和应用至关重要。目前，镁合金压铸件的表面处理研究不尽相同，不象铝合金表面处理那样成熟和规范，这在一定程度上制约了镁合金压铸件的应用，本文拟对现有的镁合金压铸件的表面处理技术进行简要的归纳，并分析其关键技术问题和发展方向。
一、镁合金压铸件的表面处理技术
镁合金压铸件的表面一般需要依次进行预处理（清理、脱脂、酸洗等）、镀膜、涂装（喷漆、喷塑、镀金属等）等处理“。通常所说的镁合金压铸件的表面处理指的是镀膜这道工艺，其主要作用是在压铸件表面形成与油漆、塑料或金属附着性能好的具有耐腐蚀性的保护膜层。目前，在镁合金压铸领域中主要采用的是湿法表面处理方法。也就是，使用处理溶液进行的表面处理方法。现有的表面处理技术不尽相同，我们根据成膜条件，将镁合金压铸件的表面处理技术归纳为化学成膜和阳极氧化成膜二大类。下面分别予以介绍。
1．化学成膜
化学成膜技术主要是指镁合金压铸件通过在化学溶液中进行一定时间的接触、利用工件与化学处理液之间的化学反应在工件表面形成保护膜层的一类表面处理技术。主要包括铬化、磷化、锌置换和化学腐蚀等处理技术。
1）铬化处理
铬化处理就是工件在以铬酸或重铬酸盐等为主体的处理溶液中进行浸渍，使表面产生氧化镁、氧化铬或铬酸盐保护膜层的表面处理技术。典型的处理规范如表l所示。通常含铬离子处理液的成膜性较好，对工件的表面质量要求不高，对厚、薄工件均适用。铬化处理膜层均匀，厚度通常为0．5～3μm。可使工件
的耐腐蚀性可以提高数十倍。镁合金的铬化处理研究开展得较多，较为成熟。但由于铬离于对人体和环境的副作用较大。所以其应用已在逐渐减少。
2）磷化处理
磷化处理就是工件在以磷酸或磷酸盐为主体的溶液中进行浸渍或采用喷枪进行喷淋，使表面产生完整的磷酸盐保护膜层的表面处理技术。典型的处理规范如表2所示。磷化处理液的成膜性不如铬化处理液的好，对工件的表面质量要求较高，通常不太适合于表面质量差的薄壁压铸件（壁厚小于2mm）的表面处理。磷化处理膜层的厚度较大，作为油漆底层，可使漆膜的粘附力、耐潮湿性和耐蚀能力提高几十倍至几百倍。镁合金磷化处理的研究较少，目前的应用十分有限。
3）锌置换处理
锌置换处理就是工件在以锌盐为主体的溶液中（通常加入焦磷酸盐）进行浸渍。使表面进行锌置换，从而产生完整的保护膜层的表面处理技术。典型的处理规范如表3所示。锌置换膜层不但有良好的耐腐蚀性，而且可以明显提高金属的附着性能，进行锌置换处理后，可进行触击电镀铜、镀镍、镀铬等处理，所以锌置换处理主要用于镀金属前的压铸件的表面处理。
4）化学腐蚀处理
镁合金压铸件的化学腐蚀处理分二步进行，第一步采用铬酸、硝酸系溶液进行腐蚀；第二步在氢氟酸系溶液里进行处理，以除去第一步处理时生成的铬酸膜，同时在工件表面形成氟化镁膜层。典型的处理液
如表4所示。由于化学腐蚀使工件表面凸凹不平，所以难于得到平滑光亮的膜层，但由于提高了膜层的附着性，所以经化学腐蚀过的表面，可以直接进行镀镍、镀铬等处理。
2．阳极氧化成膜
阳极氧化成膜主要是指镁合金压铸件作为阳极、在外加电压的作用下、通过在一定温度的溶液中进行一段时间的处理、利用工件与处理液之间的电化学反应在工件表面形成保护氧化膜层的一类表面处理技术。阴极通常为槽体或不锈钢板。阳极氧化成膜主要包括常规阳极氧化和等离子体微弧阳极氧化处理技术。
1）常规阳极氧化处理
常规阳极氧化处理也就是工件在低电压作用下进行的阳极氧化处理技术。典型的处理规范如表5所示。通常经过常规阳极氧化处理后，工件表面形成较为致密的氧化膜层，该膜层主要由氧化镁与六方氢氧化镁构成，与基体结合良好。与化学成膜处理相比，常规阳极氧化处理膜层的耐蚀性、耐磨性好、机械强度高，工件的尺寸精度几乎不发生影响，在某些使用情况下可省去涂装工艺，直接可作为最终处理，因此常规阳极氧化处理技术得到了较为广泛的应用。
2）等离子体微弧阳极氧化处理
将常规阳极氧化处理的电压升高到一定值，在阳极区将产生等离于体微弧放电。微弧直径一般在几微米至几十微米之间，在工件表面的停留时间约为几十毫秒，相应的温度可高达几千度，可使周围的液体汽化。形成高温高压区，在该区域内，在电场的作用下，可产生大量的电子和正负离子，因此可产生特殊的物理化学作用，使生成的氧化膜成为陶瓷质的有序结构（主要由立方结构的氧化镁构成），这种特殊的镁合金压铸件表面处理技术就是等离于体微弧阳极氧化处理技术。这是近年来刚刚探索出来的一种崭新的处理方法，典型的处理规范如表6所示。因为微弧放电会使处理液的温度不断升高，所以为了保证处理液的温度恒定，进行表面处理时还需要采用循环冷却系统。由于得到的陶瓷膜层为基体原位生长，因此完整、致密、与基体和油漆的附着性能好，具有优良的耐蚀性、耐磨性和电绝缘性。目前采用等离子体微弧阳极氧化处理技术可根据具体要求，制备出装饰型、保护型、功能型等陶瓷表面，已应用于实际生产，进一步的研究正处在不断的探索中。
3）交流等离子体微弧氧化处理技术
作者近半年来针对镁合金压铸件的表面处理进行了研究，开发出了交流等离子体微弧氧化处理技术及相应的处理溶液。该技术采用工频交流电对镁合金压铸件进行等离于体微弧氧化处理，与前述的阳极氧化处理相比，该技术不需用直流电源、设备简单，工件的表面处理时间大大缩短，其处理效率较其它方法提高了20倍以上，在处理镁合金压铸手机外壳时，一般在几分钟处理时间之内就可达到表面处理的全部要求。在实际生产中的初步应用已证明交流等离于体微弧氧化处理技术是一种非常实用、有前途的镁合金压铸表面处理技术。目前，该技术在其它方面的应用正在研究中，相信不久将会取得可喜的成果。
二、表面处理的关键技术问题
镁合金压铸件表面处理的目的，就是根据具体要求，采用合适的技术，得到满足要求的高质量的膜层。由于目前现有的各种表面处理技术还分别存在各自的问题，所以要达到此目的，应该对不同处理技术中的关键问题有所了解。
1.化学成膜中的关键技术
由于化学成膜是完全依靠处理液与工件之间的化学反应来进行的，不象阳极氧化成膜那样有外加电压的作用，所以要形成高质量的膜层，除了要严格遵守各个环节的操作规程以外，应对压铸件表面成分的均匀性予以充分的重视。只有成分均匀的表面才能形成均匀的处理膜层，所以应确保镁合金液的成分均匀、压铸件的成分均匀、压铸件表面充分的清洁，尤其是采用成膜性能较低的无铬处理液对薄壁（小于2mm）压铸件进行处理时，对影响压铸件表面成分均匀性的合金液成分设计、压射速度、型模条件等要进行严格控制，力保压铸件表面成分的均匀、稳定。
2.阳极氧化成膜中的关键技术
由于阳极氧化成膜是在外加电压的作用下进行的，所以该技术对压铸件的表面质量要求不象化学成膜那样苛刻，对于某一表面质量（有时甚至不进行预处理）的压铸件。总能够找到合适的处理电压和处理时间来得到高质量的膜层。对于阳极氧化成膜，最关键的问题就是处理液的有效性问题。对压铸件表面质量要求的降低，使脱模剂有机会进入处理液，如果脱模剂和处理液的选择不匹配，将导致处理液的迅速失效，另外，在等离子体微弧氧化成膜中，处理液的温度会迅速升高，这种温升将导致某些处理液的失效，影响表面处理效果。因此合理选择脱模剂和处理液、保持处理液温度的恒定是阳极氧化成膜的关键技术问题。
三、今后的发展方向
目前的镁合金压铸件表面处理技术各有千秋，化学成膜设备简单、操作污染小。与涂装处理相结合极有优势；阳极氧化成膜包括交流等离子体微弧氧化处理技术在内，可根据具体要求实现多种不同的处理目的。但这些技术还存在各自的问题，今后有待逐步完善和发展。从提高表面处理质量、满足各类产品需求角度来讲，尽快开发短时，多功能而高质量成膜、可实现最终处理的新技术，将是今后的一个发展方向，等离子体微弧氧化成膜技术将会得到迅速的发展。
站在长期发展高度，从保护环境角度来讲，实现“绿色表面处理”将是今后发展的根本原则，开发对环境和操作者的无危害的处理液和相应的处理技术，将是今后的一个主要发展方向，目前处理液向无铬化的发展，已经迈出了可喜的一步。
当前，保护环境和满足各类产品需求之间还存在一定的矛盾，镁合金压铸件表面处理技术的发展有赖于二者的有机结合以及产、学、研的密切合作。
参考文献
1徐日瑶，刘宏专镁基合金的活力及其生产。轻金属， 1999，（11）
2戴长松，吴宜勇镁及镁合金的化学镀镍。兵器处理科学与工程， 1997， 20（4）
3刘柞时，谢旭红，镁合金在汽车工业中的开发与应用。轻金属， 1999，（1）
4张吉力联合金的涂装。北京：科学出版社， 1989
6 Sato， Asakaw Corrosion behaviOr of maRnesium alloys with different surface
treatment Journa1 of Japan institue of light metals， 1992，42（12）
7 Malyschev Micro oxidation。Metal1obef1che． 1995 49（9）
汽车用镁合金轮毂的表面处理
1．概述
镁具有轻、比强度大、尺寸稳定、抗变形、机械性能好及吸收振动性能好的特性；此外，在地球上占金属储备量第8位相当丰富，还可从海水中无限量地提取。但从历史看，关于镁的应用，由于“高价”、易腐蚀”、易燃烧”一直困扰着人们，致使镁的使用受到极大的限制。但由于近几年的几项有关技术革命，即耐腐蚀高纯度镁合金的开发；溶剂溶解技术的诞生；表面处理技术的发展；薄壁精密压铸技术；自动浇铸装置的开发等。带来了能充分利用镁上述特长的机遇。
由于第二次石油危机以及全球环保运动的日益高涨，促使汽车界向轻量化方向努力。以汽车中轮胎圈轻量化为例，将此轻量化对整车轻量化有很大效果，到1990年度10年间，汽车界一直在将轮胎圈铝合金化，如今为了更大的轻量化又开始采用镁合金。
汽车轮胎圈在汽车中是极为重要的安全部件。而且轮胎圈所处环境也很严酷，如行驶中的乱石飞溅、雨水、在严寒地区为防止结冰而铺撒的含盐泥水等腐蚀性环境，载荷导致的变形、温度变化等这些因素使得轮胎圈应具有极高的性能。
钢铁及铝制轮胎圈实用证明有上述性能，但镁制轮胎圈因实用不多还有待探索，如与铝相比耐蚀性差，耐乱石飞溅与铝相同，但其韧性、耐冲击性还需充分考察。下面以日本轻金属株式会社生产的高技术镁制品制作的轮胎圈为例，说明汽车用四轮胎圈用镁合金制造的重点技术及表面处理技术。
2．制造方法
2.1 成形技术
镁的成形技术因其物理特性，采用的几乎与铝制品成形技术相同的各种成形技术。汽车用铝部件成形加工技术主要有重力铸造、低压铸造、压模铸造、压延、挤压、常压铸造等，目前约70％采用压模铸造生产。
压模铸造技术作为汽车用铝部件成形技术的主流是因为这种技术具有生产效率高（低成本）、产量大（可以大量生产）、可制作高度复杂的产品（后加工及装配减少）薄壁且力学性能好（轻量化）等。
对于镁轮胎圈，同样具有上述特性、特别适应于大量生产。在制造铝制轮胎圈上获得极大成功的成形技术——无孔压模铸造技术也适用于作为镁制轮胎圈成形技术。采用这项技术可获得无气孔铸件，强度均匀、可靠性高，热处理后获得高韧性性能。
2.2镁台金的选择
耐蚀性与铸造性优良且力学性能良好的镁合金同时作为压模铸造类的最具有代表性的镁合金是
AZ91D合金。作为汽车轮胎圈材料，耐蚀性好的同时其延展性及耐冲击性优于AZ91D合金的是AM60B 合金。附表是AZ91D合金与AM60B合金的成分质量分数及力学性能，但AM60B合金的耐蚀性比AZ91D 合金差。
附表AM60B及AZ91D合金成份与力学性能
注：αk：冲击试验时能量的吸收；
比重度＝0.2％耐力/密度。单位：MPa/（mg/m3）。
2.3表面处理技术
为了提高镁合金部件的耐蚀能力还需进行表面处理，这里通常指的是阳极氧化、涂装、电镀等，考虑到色彩的变换自如及在酸性环境下使用，最好采用涂装技术。考虑到乱石飞溅损伤涂装层导致腐蚀等因素，应用于轮胎圈的镁合金通常需做5层涂装及烘烤，合计漆膜厚度达160～180μm。
2.3.1基底处理；
涂装前的基底（镁合金）处理，目前最好方法是阳极氧化技术，镁合金经铬酸光亮阳极处理后其耐蚀性大为提高。适用于PFD的AM60B合金阳极氧化法有Dow1、Dow7、Dow22等，其中Dow22方法效果最好，该方法生成的氧化膜中Cr含量比用该方法在铝合金上形成的氧化膜中Cr含量高得多，即使漆膜脱落，也可达到长期耐蚀作用。
2.3.2打底涂装
由于AM60B的耐蚀性比日本金属株式会社生产的铝合金轮胎圈（DX一30）差较多，因此有必要全方位涂装，要达到全面、均匀涂装效果，最好采用电泳涂装。电泳涂装有阴离子型及阳离子型，两者相比阳离子型胜之，故采用阳离子涂装。
2.3.3第二层涂装
仅有电泳涂装一层漆膜还不能完全防止乱石飞溅造成的漆膜损伤，为此还需要涂一层能吸收乱石能量的涂层。这一层的关键是要选择好与第一层电泳涂装层相适应的漆膜，适应性良好的涂料与必要的厚度需实验确定。
2.3.4第三层涂装
进二步防止乱右飞溅导致的漆膜损伤及提高整体耐蚀性能还需涂装第三层厚漆膜，要求这一层与第二层难脱离且内应力小。
2.3.5第四层涂装
设计色彩好、耐候性好的涂装。
2.3.6第五层涂装
要求耐候性好及装饰感好的涂装。
3．耐蚀性
镁合金经成形（制成汽车轮胎圈）、表面处理，其耐蚀性能如下。
3.1盐水喷雾试验
将按上述涂装工序涂装好的镁合金试样用刀片把漆膜划伤到基底，按J1S（日本标准）即5％食盐水960 h喷雾试验后，其结果表明与铝制轮胎圈具有同等的耐蚀性。
3.2乱石飞溅后的耐蚀性
用无数小石子冲击涂装试样后，按上述盐雾试验方法试验，结果表明未发生腐蚀。
3.3抗丝状腐蚀试验
用刀片划伤涂装试样后，按ASTM（美国标准）标准试验，其结果只有极少的腐蚀。
3.4大气暴露试验
在日本冲绳以南距海岩约10m处暴露2年，结果表明未发生腐蚀。
镁合金的绿色表面处理
镁及镁合金是一类电负性很强的金属，极易与氧反应，形成Mg0，遗憾的是这种氧化膜不致密，无保护作用。因此，镁材、镁件、镁锭等在出厂时都要经过表面处理，以提高其抗腐蚀性能。过去，防腐处理剂大都含有铬和／或重有色金属元素，它们对环境与人体都有不同程度危害。不能满足环保法规与条例要求。为此，研究开发既不含铬又不含重金属元素的防腐剂是向镁及镁材冶金生产者孜孜以求的。经过若干年的努力，夙愿得偿，已出现一些一方面能满足环保要求，另方面又有商业价值的镁及镁合金表面处理技术，其中成熟的之一是日本大塚化学公司的“Shadan MG系列法”。本文对此法作一扼要的介绍。1．常用金属元素的标准电极电位
镁具有最负的电极电位，为一2.36v （表1）。
表1 常用金属的标准电极电位
2．现行的镁产品表面处理工艺
目前获得较为广泛应用镁及镁合金的抗腐蚀表面处理法主要的有美国道氏化学公司的D0W法、日本帕卡濑精公司的MB法、MX法等。见表2。
表2 镁及镁合金的主要表面处理工艺
3. SHADAN MG处理法
镁合金压铸件的典型表面处理工艺示于图1，首先进行预处理，预处理用的SHADAN Mg剂分两种：浸蚀型的，除有脱脂、洗净作用，还浸蚀掉铸件表面薄薄的一层；非浸蚀型的，仅起脱脂、洗净作用。预处理后进行防锈处理，最后进行装饰性涂装处理。
预处理是去掉铸件表面的氧化膜、脱模剂、切削粉粒、加工油污等，并形成防腐膜。
图1 SHADAN MG处理工艺流程图
3.1 特点
SHADAH MG处理是一种于2000年才进行商业化生产的无铬、无重金属的镁及镁合金表面处理工艺，其主要特点有：
●是不含铬与重金属元素的水系清洗防腐处理剂，不污染环境，对生态系统无害，因是由有机物配制的，在废镁回收再生熔炼时，当温度高于200℃，即行挥发，变成可燃性气体。
●工序显著减少
SHADAN MG清洗法仅3道工序（含水洗），sHADAN MG浸蚀法含水洗工序也不过7道，与现行的无铬处理法相比，处理工序大幅度减少。
●抗蚀性强，与涂装漆膜结合牢固SHADAN MG处理剂具有特种有机防腐剂的螫合物效果，有很强的抗蚀性，且经久不减，与涂装漆膜结合牢靠，附着力强。
●特殊的电磁性能：经SHADAN MG法处理后的镁合金工件既有很强抗蚀性又有低的电阻，因为这种膜层极薄（0.1一0.01mm）、耐磨、组织超微细。在盐雾试验前的平均电阻为0.2Ω，经4％NaCl盐雾试验（SST）的平均电阻为0.4Ω。是压铸手机外壳与笔记本电脑盒的理想表面处理法。
●膜层无色透明：SHADAN MG法处理后的膜层无色透明，可根据需要将工件涂装成任何色彩或色调。
●安全性高：SHADAN MG处理剂对人与环境无毒无害。除碱洗工序外，其他工序都能确保作业的安全性。
●排水处理容易简单：因为处理不含重有色金属元素，所以仅对排放的废水作简单的处理，即可满足当前最严格的环保法规、条例要求。
●性状：SHADAN MG表面处理剂为液体，装于聚乙烯罐（20kg）与铁罐（200kg）。使用时按说明书配制即可。其性状见表3。
表3 SHADAN MG处理剂的性状
3.2典型处理工艺
SHADAN MG表面处理的典型工艺见图2。在处理过程中向槽液进行超声振动，可以加速处理过程，膜层也更加致密。
图2 典型的SHADAN MG表面处理工艺
4．SHADAN MG槽液管理（浓度测定）
●SHADAN MGE200A采用屈折率法
●碱液滴定法
●SHADAN采用电导率测定法
●SHADAN采用电导率测定法
5. SHADAN洗净与防腐处理机理
SHADAN MG洗净、防腐处理机理见图3。镁合金压铸件的表层由三层组成：最上面的即表层由脱模剂、油污、尘埃等组成，这一层相当薄，平均厚度仅2一3μm，但不均匀，有的部位厚，有的部位薄；第二层为氧化膜，主要为Mg及镁合金的合金元素诸如Al、Zn、Si、Fe等的氧化物，还有少量的c粒；最下面的一层为镁合金本体，即α相与β相。
第一步处理为SHADAN MGE200处理，即预处理，在温度30一40℃的SHADAN MGE200溶液中
浸泡1一3min，去掉铸件上的一切油污、尘埃、杂质等，然后水洗。但仍有残留的污物，并形成一层磷化物。
第二步处理仍属预处理，在一定浓度的碱性溶液中碱洗10一20min，糟液温度60℃，进一步蚀洗掉铸件的残余污物与第一次预处理形成的磷化物。碱洗后须进行彻底的水洗。经过这道工序处理后，不但除净了一切污物，而且形成了一薄层Mg（0H）2。碱洗后进行水洗。
第三步是在MG 100A溶液中处理，槽液温度50℃，处理5min，其目的是除去第二步处理残余的K0H，并形成无机的第一层防腐膜。
第四步是进行MG 200A处理，形成一层致密的有强的防腐能力的有机物防腐膜层，厚度仅约20nm。处理温度20～30℃，时间1min，不需另加超声波振动。在此步处理后不必水洗，只用于燥压缩空气吹净铸件上的处理溶液与干燥即可。
图3 SHADAN MG预处理与防腐处理机理示意图
塑胶产品表面处理工艺
产品表面处理工艺 ●表面处理工艺：机壳漆 机壳漆金属感极好，耐醇性佳，可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 ●表面处理工艺：变色龙 随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料，使你的商品价值提高，创造出无懈可击的超卓外观效果。 ●表面处理工艺：电镀银涂料 电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆，适用ABS、PC、金属工件，具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。 ●橡胶漆 适用范围：ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。 产品特点：本产品为单组份油漆，质感如同软性橡胶，富有弹性，手感柔和，具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。 ●导电漆 适用于各种PS 及ABS 塑料制品；导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用；在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准，包括CPSC 含铅量标准、美国测试标准A STMF- 963 、欧洲标准EN71 、EN1122。 ●UV 高性能UV固化光油 ●珠光粉-ZG001 珠光颜料广泛应用于化妆品、塑料、印刷油墨及汽车涂料等行业。珠光颜料的主要类型有：天然鱼鳞珠光颜料、氯氧化铋结晶珠光颜料、云母涂覆珠光颜料。 ●夜光漆 夜光粉是一种能在黑暗中发光的粉末添加剂；它可以与任何一种透明涂层或外涂层混和使用，效果更显著，晚上发光时间长达８小时！ ●激光雕刻 用激光雕刻刀作雕刻，比用普通雕刻刀更方便，更迅速。用普通雕刻刀在坚硬的材料上，比如在花冈岩、钢板上作雕刻，或者是在一些比较柔软的材料，比如皮革上作雕刻，就比较吃力，刻一幅图案要花比较长的时间。如果使用激光雕刻则不同，因为它是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种雕刻方法。它根本就没有和材料接触，材料硬或者柔软，并不妨碍"雕刻" 的速度。所以激光雕刻技术是激光加工最大的应用领域之一。用这种雕刻刀作雕刻不管在坚硬的材料，或者是在柔软的材料上雕刻，刻划的速度一样。倘若与计算机相配合，控制激光束移动，雕刻工作还可以自动化。把要雕刻的图案放在光电扫描仪上，扫描仪输出的讯号经过计算机处理后，用来控制激光束的动作，就可以自动地在木板上，玻璃上，皮革上按照我们的图样雕刻出来。同时，聚焦起来的激光束很细，相当于非常灵巧的雕刻刀，雕刻的线条细，图案上的细节也能够给雕刻出来。激光雕刻可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，这对产品的防伪有特殊的意义。激光雕刻是近年巳发展至可实现亚微米雕刻，已广泛用于微电子工业和生物工程。 优点： 1、精美、防伪、永久保存、极大提高产品档次。 2、比传统腐蚀精美，没有丝印、移印的图案易被擦掉以至模糊不清的缺点。 3、电脑控制、图文可随意改动。 4、显著增强竞争能力，速度快接近0%的废品率。 5、没有污染、没有化学物质污染产品表面。 6、加工精度可达到0.01mm，保证同一批次的加工效果完全一致。
镁合金外壳表面处理方法、镁合金外壳及移动终端与制作流程
本技术属于金属表面处理技术领域，涉及一种镁合金外壳表面处理方法、镁合金外壳及移动终端。本技术的镁合金外壳表面处理方法，包括表面清洁、上色和干燥；其中，上色过程中所采用的原料包括显色浆料，所述显色浆料按重量份数包括以下组分：乙二醇丁醚25～40份、丁酮5～15份、乙烯基树脂32～48份、纳米二氧化硅12～24份、金属颜料5～18份和色浆5～15份。本技术可以提升镁合金外壳表面金属质感，安全、环保、无污染，克服了对金属或金属化合物类材料的限制，在较低的成本下能实现高量的生产，能够实现真正意义上的工业批量化生产。 权利要求书 1.一种镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，包括表面清洁、上色和干燥； 其中，上色过程中所采用的原料包括显色浆料，所述显色浆料按重量份数包括以下组分： 乙二醇丁醚25～40份、丁酮5～15份、乙烯基树脂32～48份、纳米二氧化硅12～24份、金属颜料5～18份和色浆5～15份。 2.根据权利要求1所述的镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，所述显色浆料按重量份数包括以下组分：乙二醇丁醚28～38份、丁酮6～12份、乙烯基树脂35～45份、纳米二氧化硅15～20份、金属颜料8～15份和色浆6～12份； 优选地，所述显色浆料按重量份数包括以下组分：乙二醇丁醚30～35份、丁酮8～10份、乙烯基树脂38～42份、纳米二氧化硅18份、金属颜料10份和色浆8～10份。 3.根据权利要求1或2所述的镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，所述金属颜料包括金粉、银粉、珠光粉、银浆、铝粉和金葱粉中的至少一种； 优选地，所述金属颜料包括珠光粉和银浆；
优选地，所述珠光粉和银浆的重量比为1：1。 4.根据权利要求1所述的镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，上色过程中所采用的原料还包括质感浆料； 优选地，上色过程中，先涂装显色浆料，再涂装质感浆料。 5.根据权利要求4所述的镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，所述质感浆料按重量百分比包括以下组分：异丙醇20％～30％、丙二醇甲醚醋酸脂50％～70％和纳米二氧化硅10％～20％； 优选地，所述质感浆料按重量百分比包括以下组分：异丙醇22％～28％、丙二醇甲醚醋酸脂54％～68％和纳米二氧化硅10％～18％； 优选地，所述质感浆料按重量百分比包括以下组分：异丙醇24％～28％、丙二醇甲醚醋酸脂56％～64％和纳米二氧化硅12％～16％。 6.根据权利要求1所述的镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，采用喷涂、辊涂或淋涂的方式对经过表面清洁后的镁合金外壳进行上色，优选采用喷涂的方式； 优选地，喷涂的单层涂膜厚度为6～15μm，优选为8～14μm，进一步优选为10～12μm。 7.根据权利要求1所述的镁合金外壳表面处理方法，其特征在于，所述表面清洁的步骤包括：对镁合金外壳进行脱脂处理、超声波水洗、清水润洗、封口剂浸泡和干燥； 优选地，超声波水洗的温度为20～60℃； 和/或，超声波水洗的时间为1～5min，优选为2～4min； 优选地，封口剂按重量百分比包括以下组分：锆氟化钾20％～40％、钼酸铵5％～15％和水
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。测试表明，该晶态Ni-P合金层中晶体颗粒细小，镀层致密，耐蚀性能也优于传统的非晶态Ni-P合金层。 2.化学氧化技术 镁合金化学氧化处理是指用氧化剂在镁合金表面生成一层薄且致密的氧化膜。覆盖在基体表面的氧化膜比自然形成的氧化镁层更致密，因此，该氧化膜能有效提高镁合金的耐蚀性能，同时，还能作为镁合金涂装的底层，增大涂层的结合力。 铬酸盐处理虽然具有良好的效果，但是铬酸盐对环境污染大，对人体毒性高。在不久的将来，铬酸盐处理工艺将会被环保、无毒的处理方法如钼酸盐、高锰酸盐和P-Ca复合磷酸盐等处理工艺取代。用钼酸盐氧化法在Mg-8Li合金表面生成一层致密、均匀的氧化膜，然后再用传统的化学镀镍法制备一层结合力好的Ni-P合金层，使基体获得了良好的耐蚀性能。磷酸盐-高锰酸盐处理是一种环保、低成本的化学氧化法，但是该方法有较为明显的缺陷：在用该法处理含铝的镁合金时，氧化反应会优先发生于β-Mg17Al12相，因而不能在整个镁合金基体表面生成均匀、覆盖度高的氧化膜层，这在一定程序上影响了其提高镁合金基体耐蚀性的效果。 一种新型的P-Ca复合磷酸盐处理工艺，它能在镁合金表面形成含有Mg、Al、Ca等元素的复合磷酸盐保护膜。该膜层与基体金属结合牢固，具有类似于铬酸盐膜层的耐蚀性能。
镁铝合金表面处理简介
鎂鋁合金表面處理簡介 Introduce the Surface Processing of the Alloy of Magnesium and Aluminum ?鎂鋁合金材質特性 ?Characteristic of the alloy of MG and AL 鎂是一種非常活潑之元素，相對的其材質本身亦非常易生銹蝕，因此必須仰賴表面處理來保護其本身之材質。 MG is an active element ,it is more rustied than others. So it must depend on surface processing to protect it. ?金屬材質表面處理項目 ?Item of mental surface processing 1.鉻系皮膜處理與塗裝 Phosphating filming and coating of chromium series 2.非鉻系皮膜處理與塗裝 Phosphating filming and coating of not chromium series 3.電鍍鎳處理 Electroplated nickel processing 4.電鍍鉻處理 Electroplated chromium processing 5.電鍍18K金處理 Electroplated 18K gold processing 6.陽極處理與染色
Plating and dyeing 鎂鋁合金表面處理項目之說明與檢驗方式 Instruction the Surface Processing of the Alloy of Magnesium and Aluminum and check mode 1.鉻系皮膜處理Phosphating filming of chromium series a.說明instruction： （1）鉻系皮膜處理是目前最為普遍處理之方式亦為最安定、最成熟之處理方式，惟其原料特性具毒性，因此在未來幾年內會禁止使用。其流程請參考圖表。 Phosphating filming of chromium series is the most universal process manner, also is the most stable and mature. Only does it’s materials have poison , it will be forbid to use. It’s process flow refer to the diagram. （2）注意事項：＜註＞若需要表面塗裝時，請務必注意其塗裝製程是否有破壞到其表面之皮膜層，因其表面皮膜層最重要的是防止銹蝕，而其最重要的是當作鎂合金與塗料之介質使密著性會更好，因此塗裝時不能有破壞皮膜之現象發生。 Remarks: If the surface need coating , please be sure to notice if the coating process damage the surface film. Because the surface film the most important is prevent to rusting b.檢驗方式check manner： （1）電阻值：皮膜表面其電阻值＜0.3Ω，以三用電表檢測之。 Resistance value: when resistance value to film surface < 0.3Ω, examined by three-purpose galvanometer. （2）塗裝密著性：指皮膜處理後，再塗裝、以有格刮刀分割為100格並以3M610膠帶測試98%以上，不能有剝落現象。 Coating adhesion: it will not peel off coating again then cut 100 cross with a scraper and check 98% products with 3M610 adhesive tape after phosphating filming. （3）耐蝕性：以鹽霧測試機檢測皮膜層與塗裝層，最基本皮膜層必須超過24小時98%無腐蝕現象，而塗裝層則必須超過96小時以上98%無腐蝕現象，才視之為合格。 Corrosion resistance: 2.非鉻系皮膜處理與塗裝Phosphating filming and coating of not chromium series 其特性與鉻系是類似的，除了具有非毒性外其檢驗方式與處理方式皆與鉻系相同，因此請參考鉻即可。 The characteristic is similar with chromium series’; besides it is poisonous the manner of inspection and phosphating filming is the same with chromium series’ . so please refer to
机械表面处理工艺【详解】
机械表面处理工艺详解 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 机械表面处理工艺有: 静电喷涂、烤漆、镀锌、镀铬、镀镍、镀钛、镀金、镀银、铝阳极、浸渗、喷油、喷砂、DLC处理、铁氟龙处理、染黑、冷电镀 喷涂 喷涂是最常见的表面处理，无论塑料还是五金都适用。喷涂一般包括喷油、喷粉等，最常见的是喷油。 喷涂的涂料俗称油漆，涂料是由树脂、颜料、溶剂、和其他添加剂构成。 塑料喷涂一般有两道漆，表面呈现颜色的称为面漆，最表面透明图层称为保护漆。喷涂工艺流程介绍： （1）前期清洁。如静电除尘等。 （2）喷涂面漆。面漆一般是表面看的到的颜色。 （3）烘干面漆。分为室温自然干燥、专用烤炉烘干。
（4）冷却面漆。专用烤炉烘干需要冷却。 （5）喷涂保护漆。保护器一般是用来保护面漆的，大部分是透明的油漆。 （6）固化保户漆。 （7）QC检查。检查是否满足需求。 3.橡胶油 橡胶油，又称弹性漆，手感漆，橡胶油是一种双成分高弹性的手感油漆，用该油漆喷涂后的产品具有特殊柔软的触感及高弹性表面手感。橡胶油的缺陷是成本高，耐用一般，用久了容易脱落。 橡胶油广泛应用于通信产品，视听产品，MP3、手机外壳，装饰品、休闲娱乐用品，游戏机手柄，美容器材等。 4.UV漆 UV漆是紫外线（Ultra-Violet Ray）的英文简称。常用的UV波长范围为 200-450nm。UV漆在紫外线光照射下才能固化。UV漆的特点：透明光亮，硬度高，固定速度快，生产效率高，保护面漆，加硬加亮表面。
水镀 水镀是一种电化学的过程，通俗理解就是将需要电镀的产品零件浸泡在点解液中，再通以电流，以点解的方式使金属沉积在零件表面形成均匀、致密、结合力良好的金属层的表面加工方法。 水镀适应的材料：最常见的是ABS，最好是电镀级的ABS，其他常见塑料如PP,PC,PE等都很难水镀。 常见的表面颜色：金色，银色，黑色，枪色。常见的电镀效果：高光，亚光，雾面，混合等。 真空镀 真空镀是电镀的一种，是在高度真空的设备里，在产品表面镀上一层细薄的金属镀层的一种方法。 真空镀的工艺流程：表面清洁-去静电-喷底漆-烘烤底漆-真空镀膜-喷面漆-烘烤面漆-品质检查-包装。 真空镀的优缺点：
镁合金压铸件的表面处理
镁合金压铸件的表面处理 摘要：按照表面成膜过程中有无 外加电压作用，将现有镁合金压铸件的表面处理技术归纳为化学成膜技术和阳极氧化成膜技术二大类。分别介绍了化学成膜技术中的铬化处理、磷化处理、锌置换处理、化学腐蚀处理等4类表面处理技术和阳极氧化成膜技术中的常规阳极氧化、等离子体微弧阳极氧化等2类表面处理技术，同时还简要地介绍了作者新近开发的镁合金压铸件交流等离子体微弧氧化处理技术，论述了上述各种技术的特点，总结了在各种表面处理过程中获得高质量膜层应注意的关键问题，并明确了镁合金压铸件表面处理技术今后的发展方向。 能源危机与环境污染问题的日益突出，使得符合"符合性能优良、可近终形加工、可回收"材料发展方向的镁合金脱颖而出，成为本世纪最受亲睐的一种应用材料。在目前和今后相当长的一段时期内，高效、节能的镁合金压铸件仍将是镁合金的主要应用产品。由于镁的负电性强（-2.36V SCE）,在大气中的耐蚀性极差，所以在使用前必须对镁合金压铸件根据具体要求进行适当的表面处理。在镁合金压铸件的生产成本中，表面处理这部分就占40%左右，因此表面处理对镁合金压铸件的生产和应用至关重要。目前，镁合金压铸件的表面处理研究不尽相同，不象铝合金表面处理那样成熟和规范，这在一定程度上制约了镁合金压铸件的应用，本文拟对现有的镁合金压铸件的表面处理技术进行简要的归纳，并分析其关键技术问题和发展方向。 一〃镁合金压铸件的表面处理技术 镁合金压铸件的表面一般需要依次进行预处理（清理、脱脂、酸洗等）、镀膜、涂装（喷漆、喷塑、镀金属等）等处理，通常所说的镁合金压铸件的表面处理指的是镀膜这道工艺，其主要作用是在压铸件表面形成与油漆、塑料或金属附着性能好的具有耐腐蚀性的保护膜层。目前，在镁合金压铸领域中主要采用的是湿法表面处理方法，也就是，使用处理溶液进行的表面处理方法。现有的表面处理技术不尽相同，我们根据成膜条件，将镁合金压铸件的表面处理技术归纳为化学成膜和阳极氧化成膜二大类，下面分别予以介绍。 表1 铬化处理规范
镁铝合金表面处理简介
镁铝合金表面处理简介 Introduce the Surface Processing of the Alloy of Magnesium and Aluminum ?镁铝合金材质特性 ?Characteristic of the alloy of MG and AL 镁是一种非常活泼之元素，相对的其材质本身亦非常易生锈蚀，因此必须仰赖表面处理来保护其本身之材质。 MG is an active element ,it is more rustied than others. So it must depend on surface processing to protect it. ?金属材质表面处理项目 ?Item of mental surface processing 1.铬系皮膜处理与涂装 Phosphating filming and coating of chromium series 2.非铬系皮膜处理与涂装 Phosphating filming and coating of not chromium series 3.电镀镍处理 Electroplated nickel processing 4.电镀铬处理 Electroplated chromium processing 5.电镀18K金处理 Electroplated 18K gold processing 6.阳极处理与染色 Plating and dyeing
镁铝合金表面处理项目之说明与检验方式 Instruction the Surface Processing of the Alloy of Magnesium and Aluminum and check mode 1.铬系皮膜处理Phosphating filming of chromium series a.说明instruction： （1）铬系皮膜处理是目前最为普遍处理之方式亦为最安定、最成熟之处理方式，惟其原料特性具毒性，因此在未来几年内会禁止使用。其流程请参考图表。 Phosphating filming of chromium series is the most universal process manner, also is the most stable and mature. Only does it’s materials have poison , it will be forbid to use. It’s process flow refer to the diagram. （2）注意事项：＜注＞若需要表面涂装时，请务必注意其涂装制程是否有破坏到其表面之皮膜层，因其表面皮膜层最重要的是防止锈蚀，而其最重要的是当作镁合金与涂料之介质使密着性会更好，因此涂装时不能有破坏皮膜之现象发生。 Remarks: If the surface need coating , please be sure to notice if the coating process damage the surface film. Because the surface film the most important is prevent to rusting b.检验方式check manner： （1）电阻值：皮膜表面其电阻值＜0.3Ω，以三用电表检测之。 Resistance value: when resistance value to film surface < 0.3Ω, examined by three-purpose galvanometer. （2）涂装密着性：指皮膜处理后，再涂装、以有格刮刀分割为100格并以3M610胶带测试98%以上，不能有剥落现象。 Coating adhesion: it will not peel off coating again then cut 100 cross with a scraper and check 98% products with 3M610 adhesive tape after phosphating filming. （3）耐蚀性：以盐雾测试机检测皮膜层与涂装层，最基本皮膜层必须超过24小时98%无腐蚀现象，而涂装层则必须超过96小时以上98%无腐蚀现象，才视之为合格。 Corrosion resistance: 2.非铬系皮膜处理与涂装Phosphating filming and coating of not chromium series 其特性与铬系是类似的，除了具有非毒性外其检验方式与处理方式皆与铬系相同，因此请参考铬即可。 The characteristic is similar with chromium series’ ; besides it is poisonous the man ner of inspection and phosphating filming is the same with chromium series’ . so please ref er to chromium . a.说明instruction：
镁合金腐蚀与防护
镁合金的腐蚀与防护 摘要：论述了镁合金的腐蚀形式以及腐蚀机理，同时介绍了镁合金防腐蚀的方法。重点介绍了电镀对镁合金的防护作用。 关键词：镁合金；腐蚀；防护 Corrosion And Protection Of Magnesium Alloys Abstract: Corrosion forms and corrosion mechanism of the magnesium alloy were discussed and the methods of corrosion protection of magnesium alloys were introduced. The plating on magnesium alloy protective effect was introduced. Key words: magnesium alloy; corrosion；protection
0 前言 镁合金作为最轻的工程金属材料，具有高的比强度、比刚度、比弹性模量，以及良好的铸造性、切削加工性能。因此，在汽车、电子、家电、通讯、仪表以及航天航空等领域的应用日益增多，被誉为21世纪绿色工程金属结构材料[1]。 但是，镁合金极易腐蚀，却大大限制了其应用。腐蚀是金属在周围介质的作用下，由于化学变化、电化学变化或者物理溶解产生的破坏。从能量观点来看，金属腐蚀的倾向可从矿石中冶炼金属所消耗的能量大小来判断。凡在冶炼时消耗能量大的金属易产生腐蚀，消耗能量小的则其腐蚀倾向就小，镁与铝铁类似，冶炼时消耗能量较多，故镁较易产生腐蚀。镁的标准电极电位是所有结构金属材料中最低的，是-2.73V。加上镁的氧化膜疏松多空，对基体没有多大的保护能力。作为结构材料，镁合金在使用环境中极易发生腐蚀现象，因而大大限制了它的实际应用。 1 镁合金腐蚀的主要形式 1.1 电偶腐蚀和全面腐蚀 镁的高反应性使得镁很容易与其它相组织形成腐蚀电池而发生电偶腐蚀。电偶腐蚀的阴极可能是金属内部的组织，也有可能是外部与之接触的金属。如果合金中存在Fe、Co、Ni、Cu等的杂质相，镁合金将会发生很严重的电偶腐蚀。而镁合金中形成的正常的相组织之间也会发生电偶腐蚀，电位较低的相充当阳极被优先腐蚀(如镁铝合金中的α相与β相)。研究表明镁合金发生电偶腐蚀的程度主要与以下几种因素有关[2,3]。 (1)腐蚀介质溶液的性质镁合金在酸性或中性溶液中易受腐蚀，但在碱性环境中特别是强碱性环境(pH>10.5)中却相当稳定。当pH值由2.0增加到7．25时，其腐蚀速率降为原来的I／10[4]。但含有Cl-的介质溶液会大大加速镁合金的腐蚀，Mg在3．5％NaCI 溶液中的腐蚀速率比在去离子水中大约增加了4倍。而在铬酸和氢氟酸及含F-的溶液中，由于在金属表面生成起保护作用的钝化膜，降低了镁合金的腐蚀速率。 (2)镁合金的成分当镁合金中含有Al、Zn、Ca、Ag、Cd等元素时，对镁合金的耐蚀性影响较小；但当镁合金中含有Fe、Ni、Cu、Co等元素时，其腐蚀速率将大大加快。 (3)环境的影响镁合金在干燥的空气中能形成有效的保膜，具有较好的耐蚀性能；但在潮湿的空气中，特别是含S02或含Cl2气氛中会遭到严重的腐蚀。
镁合金表面处理国内外研究应用现状
表面工程技术 镁合金表面处理国内外研究应用现状Magnesium alloy surface treatment of domestic and foreignresearch and application status 学院名称：材料科学与工程学院 专业班级：复合材料1101 学生姓名：曹成成 学号： 3110706055 指导教师：张松立
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。目前, 微弧氧化技术主要应用于Al、Mg、Ti 等有 色金属或其合金的表面处理中。镁合金微弧氧化技术所形成的氧化
镁铝合金表面处理工艺大全
镁铝合金表面处理工艺 大全 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
铝表面处理工艺一、选材 铝合金6061：镁铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；镁铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。 6061典型用途：代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。 电镀是在表面添加一层金属保护层。阳极氧化是把表面一层人为按要求用电化学进行氧化，用这层氧化层作保护层。铝不好电镀，但氧化铝很硬（可作磨料），化学性能又特好（不会再氧化，不受酸腐蚀），比一般金属还好，还可以染成各种颜色。所以铝件一般用阳极氧化。 二、工艺类型、效果图、厂家调研 氧化工艺 喷砂可以使丝印时，印料和承印物的结合更加牢固。均匀适当的喷砂处理，基本上可以克服铝材表面常见的缺陷。详见附录 、喷涂工艺 1、表面处理工艺：机壳漆
机壳漆金属感极好，耐醇性佳，可复涂PU或UV光油。玩具油漆重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准 EN71、EN1122。 2、表面处理工艺：变色龙 随不同角度而变化出不同颜色。是一种多角度幻变特殊涂料，使你的商品价值提高，创造出无懈可击的超卓外观效果。 3、表面处理工艺：电镀银涂料 电镀银漆是一款无毒仿电镀效果油漆，适用ABS、PC、金属工件，具有极佳的仿电镀效果和优异的耐醇性。 4、表面处理工艺：橡胶漆 适用范围：ABS、PC、PS、PP、PA以及五金工件。 产品特点：本产品为单组份油漆，质感如同软性橡胶，富有弹性，手感柔和，具有防污、防溶剂等功能。这种油漆干燥后可得涂丝印。重金属含量符合国际安全标准。包括CPSC含铅量标准、美国测试标准ASTMF 963、欧洲标准EN71、EN1122。5、表面处理工艺：导电漆 适用于各种 PS 及 ABS 塑料制品；导电导磁、对外界电磁波、磁力线都能起到屏蔽作用；在电气功能上达到以塑料代替金属的目的。电阻值可根据客人要求调试。重金属含量符合国际安全标准，包括 CPSC 含铅量标准、美国测试标准 ASTMF-963 、欧洲标准 EN71 、EN1122。 6、表面处理工艺：UV油
镁合金AZ91D在氯化钠溶液中的腐蚀行为
第30卷 第1期 2010年2月 航 空 材 料 学 报 J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LS V o l 30,N o 1 F ebu rary 2010 镁合金AZ91D 在氯化钠溶液中的腐蚀行为 白丽群1,2 , 舒康颖1 , 李 荻 2 (1.中国计量学院材料科学与工程学院,杭州310018;2.北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083) 摘要:通过容量法、失重法和电化学阻抗谱(E IS)方法研究了镁合金AZ91D 铸件及压铸件在5%氯化钠溶液中的腐蚀及电化学腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SE M )、能量色散谱(EDS)和X -射线衍射(XRD )方法研究了腐蚀产物表面形貌及其组成。结果表明:两种合金的腐蚀产物相同,由块状的化合物氢氧化镁[M g (OH )2]和松枝状的水合氢氧化镁氯化物[M g 2C l (OH )3 4H 2O ]组成;镁合金A Z91D 压铸件的耐腐蚀性能比镁合金A Z91D 铸件好;并通过浸泡过程中电荷转移电阻(R t )和双电层电容(Y )的变化解释了两种合金的耐腐蚀性能差异。关键词:镁合金A Z91D;耐腐蚀性能;E IS ;腐蚀产物DO I :10 3969/j i ssn 1005 5053 2010 1 012 中图分类号:TG146 2 文献标识码:A 文章编号:1005 5053(2010)01 0062 05 收稿日期:2009 03 21;修订日期:2009 05 18基金项目:国家自然科学基金(50702054) 作者简介:白丽群(1978 ),女,副教授,(E ma il)ba ili qun78@163.co m 。 镁合金被认为是21世纪的 绿色材料 。由于具有质量轻、刚性好、散热性强、有金属光泽、电磁屏蔽性好、易加工和可回收利用等优异的性能而广泛 应用于汽车制造、机械制造、航空航天、通讯、光学仪器和计算机制造、办公设备、光学设备、体育用品等领域[1~3] 。在航空航天和军事领域上,主要用在飞 机、导弹、鱼雷、雷达、卫星上[3] 。然而,耐腐蚀性能较差是限制镁合金应用的关键问题之一。因此,镁合金应用前都要进行适当的表面处理以增强其耐腐蚀性能。但是,合金的微观组织结构影响其表面处理时的成膜过程,表面膜层遭到破坏后合金自身的耐腐蚀性能对合金的腐蚀快慢起决定作用。本研究以镁合金AZ91D 作为研究对象,通过容量法、失重法和电化学阻抗谱(E IS)等方法研究了镁合金AZ91D 铸件及压铸件在5%氯化钠溶液中的腐蚀及电化学腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SE M )、能量色散谱(EDS)和X 射线衍射(XRD)方法研究了腐蚀产物表面形貌及其组成。并监测浸泡过程中E I S 的变化,通过电荷转移电阻(R t )和双电层电容(Y)的变化解释了两种合金的耐腐蚀性能差异。 1 试验方法 试样材料为镁合金AZ91D,其化学成分(质量 分数/%)为:A l 8.5~9.5,M n 0.17~0.4,Zn 0.45~0.9,Fe 0.004,S i 0.05,N i 0.001,Cu 0 015,镁余量。试样规格为20mm 30mm 150mm,表面依次通过180~800# 碳化硅水磨砂纸打磨,用自来水及去离子水清洗,丙酮擦洗后晾干,置于干燥器中待用。实验前利用2%~5%金属清洗剂,50 对试样进行除油3m i n 。 采用5%NaC l 溶液(p H =6.8~7.0)35 1 全浸腐蚀实验,面容比为1 20,测量浸泡过程中镁合金试样因腐蚀而析出的氢气量(容量法)来评定 镁合金的耐腐蚀性能[4] 。试样浸泡取出后依次通过:铬酸溶液清洗(200g /L C r O 3+10g /L Ag NO 3) 去离子水漂洗 热风吹干 称重,计算试样的腐蚀 失重量[5] 。分别用S 530型扫描电子显微镜(SE M ),Link ISI S 能量色散谱仪(EDS )和D /m ax2200PC 自动X 射线衍射仪(XRD)观察镁合金腐蚀前后表面形貌,分析腐蚀产物。 电化学测量仪器为C H I660a 型电化学工作站,电化学阻抗谱的24h 跟踪测试在自腐蚀电位下进行,实验温度为35 1 ,腐蚀介质为5%NaC l 溶液,用金属网包覆三电极体系,饱和甘汞电极为参比电极,大面积铂片为辅助电极。研究电极为镁合金试样,工作面积1c m 1c m ,用氯丁橡胶涂封。测量范围为1 10-2 ~1 105 H z ,采用Zsi m pw in 软件进行解析。 2 结果与讨论 2.1 腐蚀速率 图1和图2分别是采用容量法测得的镁合金试
镁合金的表面处理
镁合金的表面处理 镁合金的表面处理 刘祖明黎前虎 摘要：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。关键词：镁合金腐蚀与防护表面处理 0 前言 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
镁及镁合金的腐蚀电位
镁及镁合金的腐蚀电位 镁的耐蚀性主要取决于表面氧化膜的性质，这层膜决定了它的耐蚀性，抗化学作用和机械作用的能力。大家知道，镁和镁合金在大气中或者溶液中生产的表面膜非常薄而且是多孔状的。因此，对镁及其合金基本没有很好的防护作用，且膜质脆，所以，镁及其合金极易遭到腐蚀破坏。镁合金之所以耐蚀性差主要有两方面的原因：一是镁中含有微量杂质引起的电化学腐蚀；而是镁合金表面形成的氧化膜体积和生成这些氧化膜消耗金属体积比小于1，不能形成邮箱致密的保护膜。为了深化理解镁的腐蚀行为，不仅要知道热力学上的反应和可能性，而且必须要了解腐蚀过程动力学及其影响因素。 镁及镁合金的腐蚀电位镁的平衡电位在金属中是很负的，其标准电极电位为-2.37V，比铁低约2V，比铝低0.7V左右。在百分之三的氯化钠溶液中腐蚀电位为-1.72V，在海水中为-1.5~-1.6V，在自然界腐蚀环境中，腐蚀电位大多处于-1.3~-1.5V。 镁的腐蚀电位与介质有关，其变化范围较大，一般介于 +0.5~-1.64V之间。镁腐蚀电位随着盐浓度的变化分化成三种：（1）随着盐浓度增大，镁腐蚀电位变负。（2）随盐浓度提高，镁腐蚀电位变正；（3）在低盐浓度的时候，镁腐蚀电位变负，盐浓度高的时候，盐浓度变正。通常情况下镁及其合金腐蚀电位会随着时间的延长而趋正。在试验过程中开始的2到3个小时之间，腐蚀电位急剧趋正，经过10到20个小时以后，腐蚀电位就会趋于稳定。 在氢氟酸溶液中，由于镁表面生产稳定的MgF2保护膜，是镁的腐
蚀电位急剧变正，约为350mV。在中性溶液中，镁腐蚀点Wie为 -1.2~-1.5V，这时候镁和谁会反应出氢气。其中阴极反应为氢去极化反应，与此同时，阴极上也可能发生氧去极化反应。 在薄水膜覆盖或者大气环境中，镁及其合金的腐蚀主要为氧去极化过程。在蒸馏水中，氧和氢去极化作用大致相当。在盐和酸溶液中，主要阴极反应为氢去极化。因此，在0.1mol/L NaCI溶液中高纯镁腐蚀以氧去极化为主，而工业镁和铸造ZM5合金腐蚀则以氢去极化为主。镁合金的电化学行为主要取决于表面膜状态，因此镁的腐蚀电位也主要取决于表面状态。在PH=4~11的溶液中，阴极氯离子可以使镁的腐蚀电位负移。在PH固定的MgSO4溶液中，不同盐使镁腐蚀电位负移的大小顺序为Na2SO4、KCI、KI、KCNS。在Mg中加入铝，使其在不同的溶液中（HCI、NaCI、NaOH）中腐蚀电位随着铝含量的增加（在百分之五十AI之前）而正移。值得指出的是Mg+2%AI合金在酸性和碱性溶液中腐蚀电位比镁还负。在HCI溶液中镁合金腐蚀速度随着铝的含量增加而降低，当含百分之四十八的铝时腐蚀速率最低。在NaCI溶液中随着铝含量的增加腐蚀速度开始增加而后又降低。镁及镁合金的氢超电位随着溶液中性变为碱性而提高。
表面处理工艺
表面处理工艺 1.1 金属镀覆 1.1.1 金属镀覆工艺范围 为达到一定的防护性、装饰性、功能性要求，通常会对不同材料进行多种表面处理镀层设计，在工业上获得金属镀层较多应用的金属镀覆表面处理工艺如表7-1所示： 表7-1 金属镀覆工艺汇总 获得这些功能的最常用和最廉价的方式是传统电镀法。 1.1.2电镀基础介绍 1.1. 2.1 金属的标准电极电位 电极电位是表示某种离子或原子获得电子而还原的趋势。如将某一金属放入它的溶液中（规定溶液中金属离子的浓度为lM），在25℃时，金属电极与标准氢电极（电极电位指定为零）之间的电位差，叫做该金属的标准电极电位。 金属活动性顺序表（钾钙钠镁铝锌铁锡铅（氢）铜汞银铂金）自左向右活性由强变弱，标准电极电位由负变正。电极电位越负，金属越活泼，自然界没有金属态存在，如钠、钾、铝；电极电位越正，金属
越稳定，自然界有金属态存在，如铜、银、金。
表7-2 部分材料标准电极电位E°（25℃） 在一定的介质中，镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位负时，此镀层为阳极性镀层（如钢上镀锌）。此类镀层完整性破坏后，仍可依靠电化学作用保护基体。 1.1. 2.3 阴极性镀层 在一定的介质中，镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位正时，此镀层为阴极性镀层（如钢上镀铜）。阴极性镀层只能依靠自身的致密膜层保护基体金属，当镀层完整性较差或破坏之后，将加速基体金属的腐蚀。 1.1.3金属镀覆设计注意事项 1.1.3.1 环境条件分类 良好条件：不暴露在大气中，相对湿度不大于70%，密封条件下，不受腐蚀介质作用。 一般条件：非露天，一般大气条件，相对湿度不大于95%。 恶劣条件：户外、露天，受各种腐蚀介质作用，相对湿度会大于95%。 特殊条件：高温、低温、耐磨、特殊介质环境。 1.1.3.2 接触偶 两种材料的电位差大小决定了接触偶的大小（见表7-3）。电位差越大，腐蚀越快。一般条件下，标准电极电位差不超过0.5伏时，可以安全使用。