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镁及其合金具有许多优良的物理和机械性能,具有较高的比强度和比刚度、易于切削加工、易于铸造、减震性好、能承受较大的冲击震动负荷、导电导热性好、磁屏蔽性能优良,是一种理想的现代结构材料,现已广泛应用于汽车、机械制造、航空航天、电子、通讯、军事、光学仪器和计算机制造等领域.为使镁合金应用于不同的场合,经常需要改变其表面状态以提高耐蚀性、耐磨性、可焊性、装饰性等性能。目前有许多工艺可在镁及镁合金表面上形成涂覆层,包括电镀、化学镀、转化膜,阳极氧化、氢化膜、有机涂层、气相沉积层等。其中为简单有效的方法就是通过电化学方法在基体上镀一层所需性能的金属或合金,即电镀与化学镀。本文对这两种处理方法在镁及镁合金上的应用所面临的问题、工艺流程、各种前处理方法、常用镀层及发展现状作简要概述。
由于镁的电极电位很低,为-2.34V(相对于标准氢电极),易于发生电偶腐蚀,在电解质中与其它金属接触时,易于形成腐蚀微电池,导致镁合金表面迅速发生点蚀。因此,在电镀或化学镀时,在镁合金上形成的镀层无孔,否则不但不能有效防止腐蚀,反而会加速镁合金的腐蚀。尤其是进行浸锌、直接化学镀镍等前处理时,所形成的底层无孔。对于镁合金上的Cu/Ni/Cr镀层,曾有人提出镀层的厚度至少应为50μm,无孔才能进行室外应用.镁合金上电镀或化学镀所形成镀层的质量还取决于镁合金的种类。对于不同的镁合金,由于元素组成及表面状态不同,进行前处理时应采取不同的方法,镁合金表面存在大量金属间化合物,如MgxAly金属间相的存在,导致表面电势分布不均,增加了电镀及化学镀的难度.电镀及化学镀的共同缺点是镀液中含有重金属,影响镁合金的回收利用,增加了回收的难度与成本。
浸锌基于浸锌已发明了许多前处理工艺,主要有Dow工艺、Norsk2Hydro工艺及WCM工艺。各种方法的处理过程大致如下:Dow工艺:除油阳极清洗酸蚀酸活化浸锌镀铜Norsk2Hydro工艺:除油酸蚀碱处理浸锌镀铜WCM工艺:除油酸蚀氟化物活化浸锌镀铜Dow工艺发展早,但得到的浸锌层不均匀、结合力差。改进的Dow工艺在酸活化后加入了碱活化步骤,在AZ31、AZ91镁合金上得到的Ni2Au合金镀层结合力良好,前处理时间也明显缩短。Norsk2Hydro工艺同Dow工艺相比,在结合力、耐蚀性、装饰性方面都有所提高,AZ61镁合金经此前处理后得到的Cu/Ni/Cr多层镀层达到了室外应用的标准。Dennis等人的研究表明,经Dow工艺和Norsk2Hydro工艺处理得到的浸锌层多孔,热循环性能不好。
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