鎂合金作為最輕的工程金屬材料，具有高的比強(qiáng)度、比剛度、比彈性模量，以及良好的鑄造性、切削加工性能。但是，鎂的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，導(dǎo)致鎂合金的耐腐蝕性很差，隨著鎂合金的應(yīng)用，鎂合金的腐蝕與表面處理技術(shù)也越來越受到人們的重視。

鎂合金腐蝕的主要形式

1、電偶腐蝕和全面腐蝕

鎂的高反應(yīng)性使得鎂很容易與其它相組織形成腐蝕電池而發(fā)生電偶腐蝕。電偶腐蝕的陰極可能是金屬內(nèi)部的組織，也有可能是外部與之接觸的金屬。如果合金中存在Fe、Co、Ni、Cu等雜質(zhì)相，鎂合金將會(huì)發(fā)生很嚴(yán)重的電偶腐蝕。而鎂合金中形成的正常的相組織之間也會(huì)發(fā)生電偶腐蝕，電位較低的相充當(dāng)陽極被優(yōu)先腐蝕(如鎂鋁合金中的α相與β相)。

2、局部腐蝕

鎂合金的局部腐蝕主要有點(diǎn)蝕與絲狀腐蝕。鎂是一種自然鈍化的金屬，在含有Cl-的介質(zhì)中，鎂或鎂合金的鈍化膜很容易破壞而發(fā)生點(diǎn)蝕，而且在中性或堿性鹽溶液中也會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕，重金屬污染物能加速鎂合金的點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕的形成主要是由于晶界處的析氫及沿晶界處基體優(yōu)先腐蝕脫落。絲狀腐蝕是由穿過晶界表面運(yùn)動(dòng)的活性腐蝕電池引起的，主要發(fā)生在保護(hù)性涂層和陽極氧化層下面，沒有涂層的純Mg不會(huì)受到絲狀腐蝕。

3、高溫腐蝕

在450℃以下干燥的氧氣中，鎂合金表面的氧化膜在很長時(shí)間內(nèi)具有保護(hù)作用。因?yàn)樵谶@樣的溫度下，氧化過程中形成的氧化物膜的體積(VMO)比生成這些氧化膜所消耗的金屬的體積(VM)稍大，即PB(Pilling-Bedworth原理)比VMO／VM>1，所以氧化鎂膜具有保護(hù)作用。當(dāng)在450℃以上被氧化時(shí)形成的MgO膜的PB比為0．81(鎂合金的氧化膜具有保護(hù)性。因此，在高溫熔煉的鑄造過程中，常常使用S02或SF6氣體作為鎂合金熔煉的保護(hù)性氣體，以防鎂合金的高溫氧化。

4、腐蝕疲勞

在疲勞載荷作用下，鎂合金的微裂紋的起源與晶粒擇優(yōu)取向的滑移有關(guān)。準(zhǔn)裂紋常常發(fā)生在疲勞裂紋生長的起始階段，這是密盤六方晶體的特點(diǎn)。裂紋進(jìn)一步生長的微觀機(jī)制可以是脆性的也可以是韌性的，可以是穿晶的也可以是沿晶的，取決于冶金結(jié)構(gòu)與環(huán)境的影響。通常降低溫度，可以延長裂紋的起始期，提高鎂合金的疲勞壽命。

針對(duì)鎂合金易腐蝕的特點(diǎn)，不同的研究者提出了不同的方法來提高鎂合金的抗腐蝕性能，這對(duì)實(shí)現(xiàn)鎂合金大規(guī)模應(yīng)用具有重要的意義。目前，鎂合金表面處理技術(shù)的研究和應(yīng)用主要有以下幾種。

1、化學(xué)轉(zhuǎn)化涂層

鎂合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜就是通過化學(xué)處理在合金表面形成由氧化物或金屬化合物構(gòu)成的鈍化膜的處理工藝。

目前，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜以鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜的防蝕效果最好，這種方法主要采用鉻酐或重鉻酸鹽。美國化學(xué)品Dow公司開發(fā)了一系列鉻化處理液。著名的Dow7工藝采用鉻酸鈉和氟化鎂，在鎂合金表面生成鉻鹽及金屬膠狀物，這層膜起屏障作用，減緩了腐蝕，并有自修復(fù)功能力。但是由于鉻酸鹽處理工藝中含Cr+離子，具有毒性，污染環(huán)境，且廢液的處理成本高，而且，化學(xué)轉(zhuǎn)化膜的耐磨性、耐蝕性不太好，它只能減緩腐蝕速度，并不能有效防止腐蝕。

2、有機(jī)涂層

有機(jī)物涂層是鎂合金保護(hù)的一種常見方法。應(yīng)用于鎂合金表面的有機(jī)物涂層通常采用環(huán)氧樹脂、乙烯樹脂、聚氨酷以及橡膠等材料。也可以在鎂合金上涂油脂、油漆、臘和瀝青等。但是單獨(dú)的有機(jī)物涂層耐蝕性能有限，結(jié)合力也較低，只能用來作為短時(shí)間的防護(hù)處理，或者在其它轉(zhuǎn)化膜表面涂敷作為復(fù)合涂層。

3、化學(xué)鍍鎳涂層

在鎂合金的表面可以通過電鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂等方法獲得金屬涂層。其中應(yīng)用最廣的是化學(xué)鍍Ni-P,工藝簡單，鍍液中不含氰化物，逐漸受到重視。Sharma等討論了熱傳導(dǎo)性高的ZM21鎂合金用堿式碳酸鎳、次磷酸鈉為還原劑的直接化學(xué)鍍鎳工藝。得到的鍍層具有良好的力學(xué)性能、耐蝕性、可焊性和對(duì)環(huán)境的穩(wěn)定性?；艉陚サ仍趥鹘y(tǒng)直接化學(xué)鍍鎳方法的基礎(chǔ)上，對(duì)鍍液成分和操作進(jìn)行改進(jìn)，在AZ91D鎂合金表面得到了均勻、致密，無明顯表面缺陷的Ni-P涂層。

4、鎂合金表面鋁涂層

在鎂合金表面制備結(jié)合力好、均勻致密的鋁錳合金鍍層不僅可以單獨(dú)作為防護(hù)層使用，而且可通過后續(xù)加工處理進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為更加耐蝕耐磨及高硬度的膜層，以提高鎂合金表面的綜合性能。張吉阜等在熔鹽中對(duì)鎂合金直接進(jìn)行電鍍鋁實(shí)驗(yàn)。首先對(duì)鎂合金進(jìn)行預(yù)鍍鋅處理，以鍍鋅層作為鍍鋁前的過渡層。然后再進(jìn)行熔鹽電鍍實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，鋅層代替了夾雜層成為了熔鹽鍍層與鎂合金基體之間的中間層，涂層表現(xiàn)了良好的結(jié)合性能。而且，電鍍鋁錳合金后鎂合金的腐蝕電位得到了很大的提高，說明材料的腐蝕熱力學(xué)穩(wěn)定性得到了提高。

5、微弧氧化及其復(fù)合涂層技術(shù)的發(fā)展

微弧氧化是最近發(fā)展起來的，被認(rèn)為是最有前途的輕合金表面處理方法。同其它表面處理方法相比，具有工藝簡單、處理效率高、工藝成本低、無污染等特點(diǎn)，符合當(dāng)前清潔工業(yè)的發(fā)展要求。它結(jié)合電化學(xué)，熱化學(xué)及等離子體化學(xué)等方法，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輕合金表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕性和電絕緣性能等指標(biāo)。