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如何预防腐蚀镁合金铸件?

来源:http://www.hndxwj.com/news/164.html发布时间:2019-07-16

镁合金作为轻的工程金属材料,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。但是,镁合金极易腐蚀,却大大限制了其应用。今天镁合金压铸厂家给大家说说,镁合金如何防腐蚀?  

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******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。  

一、镁合金腐蚀的主要形式  

1、电偶腐蚀和全面腐蚀  

镁合金压铸厂家分析,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FeCoNiCu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,Mg3.5%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AlZnCaAgCd等元素时,对镁合金的耐蚀性影响较小;但当镁合金中含有FeNiCuCo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。  

2、局部腐蚀  

镁合金的局部腐蚀主要有点蚀与丝状腐蚀。镁是一种自然钝化的金属,在含有Cl-的介质中,镁或镁合金的钝化膜很容易破坏而发生点蚀,而且在中性或碱性盐溶液中也会发生点蚀,重金属污染物能加速镁合金的点蚀。点蚀的形成主要是由于晶界处的析氢及沿晶界处基体优先腐蚀脱落。丝状腐蚀是由穿过晶界表面运动的活性腐蚀电池引起的,主要发生在保护性涂层和阳极氧化层下面,没有涂层的纯Mg不会受到丝状腐蚀。  

3、高温腐蚀  

镁合金压铸厂家提醒,在450℃以下干燥的氧气中,镁合金表面的氧化膜在很长时间内具有保护作用。因为在这样的温度下,氧化过程中形成的氧化物膜的体积(VMO)比生成这些氧化膜所消耗的金属的体积(VM)稍大,即PB(Pilling-Bedworth原理)VMO/VM>1,所以氧化镁膜具有保护作用[13]。当在450℃以上被氧化时形成的MgO膜的PB比为0.81(<1),故无保护性。但在含硫的气氛中,镁合金的氧化膜具有保护性。因此,在高温熔炼的铸造过程中,常常使用S02SF6气体[5]作为镁合金熔炼的保护性气体,以防镁合金的高温氧化。  

4、腐蚀疲劳  

在疲劳载荷作用下,镁合金的微裂纹的起源与晶粒择优取向的滑移有关。准裂纹常常发生在疲劳裂纹生长的起始阶段,这是密盘六方晶体的特点。裂纹进一步生长的微观机制可以是脆性的也可以是韧性的,可以是穿晶的也可以是沿晶的,取决于冶金结构与环境的影响。通常降低温度,可以延长裂纹的起始期,提高镁合金的疲劳寿命。  

二、镁合金腐蚀的机理  

镁在水溶液中的总反应式为:  

Mg+2H2OMg(OH)2+H2(总反应)该反应可表示为下列部分反应的和:  

MgMg2++2e(阳极反应)2H2O+2eH2+2OH-((阴极反应)Mg2++2OH-Mg(OH)2(反应产物)  

郭兴伍等人采用场发射扫描电镜对Mg-Nd-Zn稀土镁合金浸泡在5%NaCl溶液中进行腐蚀行为的研究,结果表明其稀土镁合金在5%NaCl溶液的腐蚀产物主要为Mg(OH)2,初生的Mg(OH)2形貌呈蜂窝状并且与合金状态有关。且随着浸泡时间的延长,蜂窝状的Mg(OH)2不断生长,逐渐变成多孔的片状结构。XRD分析结果表明,腐蚀产物中不含氯化物。  

三、镁合金的电镀  

根据长期的研究和实践结果,国内外镁合金压铸厂家解决镁合金腐蚀问题的研究和开发工作主要集中在一下三个方面:  

1、通过合金化和采用高纯合金提高镁合金的耐蚀性能;  

2、采用表面处理或某种涂层工艺技术在镁合金上施加保护性涂层;  

3、设计合金的连续结构和装配方式减小或避免电化学腐蚀。  

国际上通过合金化和采用高纯合金提高镁合金的耐腐蚀性能的研究已经相当广泛和深入。但是,通过合金化和高纯合金来提高镁合金耐腐蚀性能的作用对电化学腐蚀的效果很有限,因为镁相对于几乎所有金属都是阳极。对镁合金与其他金属以及镁合金与非金属之间的连接和装配进行适当设计以减少镁合金发生电偶腐蚀的可能性是至关重要的,然而,由于链接和装配工艺的复杂性,增加了生产成本,极大地影响了镁合金的推广和应用。因此,为改善镁合金的耐蚀性能,扩大其应用范围,除了通过合金化和通过净化来提高纯度外,更重要的是对镁合金进行表面改性和表面处理,施加某种膜层或者涂层来提高其表面性能,尤其是耐蚀性能。目前,国际上对镁合金进行表面处理的方法很多,如电镀、化学镀、化学转化涂层和热喷涂等。  

有关镁合金防腐蚀的方法就简单介绍到这里,希望对大家有帮助。锐准精密镁合金压铸厂家,提供专业的半固态压铸、镁合金压铸、铝合金压铸、双色注塑、模具制造等服务,欢迎咨询。  

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