鎂及鎂合金的腐蝕問題長期以來極大地限制了鎂合金在實(shí)際工程中的應(yīng)用。開發(fā)合適的防護(hù)措施并使其在特定的環(huán)境中經(jīng)受住“考驗(yàn)”，是拓展鎂合金及其產(chǎn)品應(yīng)用的重要課題。

鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-2.37V，比鐵低1.93V、比鋁低0.66V，并且鎂在常用介質(zhì)中的電極電位也很低。鎂的氧化物疏松多孔，鎂氧化得到的氧化層并不能像氧化鋁那樣對(duì)鋁基底起到一定的保護(hù)作用，所以鎂合金很容易腐蝕。

圖1 常見金屬陽離子的標(biāo)椎電極電位

2.鎂合金腐蝕性能的影響因素

鎂合金中合金成分及雜質(zhì)元素對(duì)鎂合金的耐蝕性有顯著的影響。有害的雜質(zhì)元素，例如Fe、Ni、Cu等元素在鎂合金冶煉的時(shí)候必須嚴(yán)格控制。Fe不能固溶于鎂基體中，只能以游離態(tài)分布在晶界，從而降低鎂合金的抗蝕性能。當(dāng)Fe含量大于0.016mass%時(shí)鎂合金的腐蝕速率急劇增加。鎂合金組織形態(tài)對(duì)耐蝕性能也有影響。鎂合金在不同的腐蝕介質(zhì)中具有不同的腐蝕行為。在潮濕的環(huán)境中，隨著濕度增加鎂合金腐蝕加快。

圖2 Fe含量對(duì)Mg耐蝕性的影響

3.鎂合金腐蝕的基本類型

鎂及鎂合金的腐蝕類型有全面腐蝕、電偶腐蝕、高溫氧化、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂和腐蝕疲勞等。其中，電偶腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂和腐蝕疲勞是鎂合金應(yīng)用中常見的、危害較大的腐蝕類型。

圖3 不同環(huán)境下鎂合金的應(yīng)力腐蝕開裂形貌

4.鎂合金的腐蝕防護(hù)

避免鎂合金直接與腐蝕介質(zhì)接觸，能阻止鎂合金的腐蝕，這主要通過鎂合金表面改性和表面涂層。表面改性主要有化學(xué)轉(zhuǎn)化處理、電鍍和化學(xué)鍍、陽極氧化和微弧氧化、激光表面處理等。表面涂層有金屬涂層、有機(jī)涂層及特殊涂層等。

微弧氧化被認(rèn)為是最有前途的鎂合金表面處理方法之一。它在鎂合金表面可原位形成陶瓷質(zhì)的氧化膜，該陶瓷膜能極大地提高鎂合金表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性和電絕緣性能等指標(biāo)。該表面處理方法具有工藝簡單、處理效率高、無污染等特點(diǎn)，符合當(dāng)前清潔工業(yè)的發(fā)展要求。

圖4 微弧氧化設(shè)備示意圖

圖5 進(jìn)行微弧氧化處理后的鎂合金輪轂