镁合金表面处理工艺研究
镁合金表面处理国内外研究应用现状
材料科学基础挤压铸造技术的最新发展学院名称：材料科学与工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：张振亚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。
镁合金表面处理方法的优化和改进
镁合金表面处理方法的优化和改进镁合金是一种具有轻质、高强度、高比刚度和较高的热导率等优点的金属材料。
它广泛应用于航空、汽车、电子、医疗和军工等领域。
然而，镁合金在实际应用中，由于其表面容易氧化、腐蚀和磨损等问题，其应用范围受到一定的限制。
因此，为了提高镁合金的表面性能，人们研究并发展了各种表面处理方法。
本文将对镁合金表面处理方法的优化和改进进行探讨。
一、化学处理方法化学处理是目前使用最广泛的一种表面处理方法。
其中，单位面积处理成本低、处理厚度易控制、成型成本低、处理速度快等特点使其在实际生产中得到广泛应用。
1.1 酸蚀处理酸蚀处理是指将镁合金表面暴露在稀酸性溶液中，以形成一层具有一定厚度、均匀、致密并表面平整的氧化膜。
氧化膜的厚度和性质取决于酸性溶液的成分、浸泡时间和处理温度等因素。
酸蚀处理可以提高镁合金表面的耐腐蚀性和耐磨性，并可以提高其表面美观度。
然而，酸蚀处理也存在一些缺点。
首先，如果酸性溶液中的浓度、处理温度、时间等因素不恰当，会导致镁合金表面粗糙、不规则、氧化膜薄和不致密等缺陷。
其次，氧化膜虽然可以保护镁合金表面免于腐蚀和磨损，但其本身也具有一定的脆性，易于剥离和破裂。
为了克服这些缺点，人们进行了一系列的研究。
例如，可以通过改变酸性溶液的成分、添加复合添加剂、控制温度等因素来改善氧化膜的性质。
此外，还可以将酸蚀处理与其他表面处理方法结合起来使用，以提高表面成品质量。
1.2 电解沉积处理电解沉积处理是利用电化学原理，在特定条件下，将金属离子沉积在镁合金表面上的一种表面处理方法。
该方法可以形成高质量的金属涂层，具有厚度均匀、致密、耐腐蚀和较高的硬度等优点。
电解沉积处理可以用于制备镀铬、镀镍、镀锌、镀铜等多种涂层。
尽管电解沉积处理具有许多优点，但其存在一些缺点。
首先，处理过程的费用较高，因为需要使用大量的电能和金属离子等。
其次，在实际生产中，如果沉积条件不当，容易造成涂层的不均匀、太薄或太厚等缺陷。
镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究
镁合金表面处理技术及其耐蚀性能研究镁合金是一种重量轻、高强度的金属材料，因此在各个领域中得到了广泛应用。
然而，由于其在大气环境中容易受到腐蚀，使得其耐用性和可靠性受到一定的影响。
为了提高镁合金的耐蚀性能，各种表面处理技术被广泛研究和应用。
下面将从常见的几种表面处理技术入手，介绍它们对镁合金耐蚀性能的影响。
一、阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理技术，通过在金属表面形成一层氧化膜以提高其表面性能。
在镁合金表面上，氧化膜可以增加金属表面的硬度和耐磨性，同时也可以提高其防腐蚀性能。
然而，由于氧化膜是一种多孔材料，且氧化膜的密度和厚度也会影响其性能。
因此，氧化膜的质量和厚度需要得到控制，才能够发挥出其最佳的防腐蚀性能。
二、化学转化处理化学转化处理是利用化学反应在镁合金表面产生一种保护膜的技术。
常见的方法包括磷化、钝化和转化膜等。
这些保护膜具有良好的耐蚀性能，可以更好地保护镁合金表面不受到腐蚀的影响。
三、喷涂处理喷涂处理是将一种防腐涂料喷涂在镁合金表面上，以形成一种保护膜的技术。
这种方法具有一些优点，如简单和易于实现，同时也可以在较短的时间内形成保护层，有效提高镁合金表面的耐蚀性。
然而，由于镁合金表面的特殊性质，这些表面处理技术仍需要加以改进和优化。
例如，喷涂处理中的涂料选择需要注意其与镁合金表面的相容性，使得涂层可以牢固地附着在表面并保持长时间的防腐蚀性能。
同时，氧化膜的质量和厚度也需要加以监控和控制，才能够在镁合金的使用过程中发挥最好的防腐蚀性能。
总而言之，表面处理技术是提高镁合金表面耐蚀性能的主要手段之一。
通过选择适当的表面处理技术，可以有效减少镁合金的腐蚀损失，延长材料使用寿命，并且在各个领域中得到更加广泛的应用。
随着技术的不断发展和优化，相信未来会有更多更好的表面处理技术出现，推动镁合金材料的更进一步发展。
镁合金表面处理微弧氧化技术
2、微弧氧化机理
微弧氧化电源 + 电压/电 流检测
工 件
压缩空气
信号采集器
冷却水出
冷却水进
图1 微弧氧化装置简图 [4]
不锈钢槽，接电源负极；
用压缩空气或螺旋桨进行搅拌，使整个电解液的浓度和 温度均匀； 用不锈钢或塑料板制成冷却水夹层，微弧氧化时不断通 冷水，这是由于该过程中要求的电解液的温度不要过高。
3 微弧氧化后处理工序
由于微弧氧化陶瓷层表面分布着大量的微孔，为了 进一步提高陶瓷层的耐蚀性，在微弧氧化后都要对镁合 金表面进行封孔处理，封孔有利于提高微弧陶瓷层的耐 蚀能力，同时也可以增加膜层的色泽，改善膜层的美观 性。
常用的封孔剂有去离子水、石蜡、丙稀酸、环氧树
脂或酚醛清漆。去离子水封孔是将微弧阳极氧化后 的镁合金置于沸水中煮大约10min；有机物封孔, 用 丙酮将环氧树脂或酚醛清漆稀释，将微弧阳极氧化 后的镁合金在有机溶液中反复浸渍多次，然后晾干。
结束语：
镁合金微弧氧化技术作为一种新的表面处理技术，
它的应用前景是非常广阔的。该技术的关键是根据微弧 氧化工艺参数对微弧陶瓷层的生成及其耐蚀性影响的定
性规律，确定最佳工艺参，这是国内外学者研究的重点。 因此我们应该加强这方面的投入和研究。
谢 谢！
镁合金微弧氧化技术
主要内容：
镁合金
表面处理技术
微弧氧化技术 微弧氧化技术的工艺
一、镁合金
1、镁
镁是地球上储量最丰富的元素之一，在地壳表 层金属矿的含量为2.3%。纯镁为银白色金属，其熔 点是651℃，密度为1.75—1.85g／cm3，仅为钢的 1/4，铝的2／3，是最轻的工程金属。
但是纯镁力学性能很差，不能用来做结构材料，经过 合金化及热处理以后，其强度大大提高，得到了广泛应 用。
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。
镁合金表面处理技术
镁合金表面处理技术——镁合金氧化技术镁合金是最轻的金属结构材料，其密度为1.75~1.90g/cm3。
镁合金的强度和弹性模量较低，但它有高的比强度和比刚度，在相同重量的构件中，选用镁合金可使构件获得更高的刚度。
镁合金有很高的阻尼容量和良好的消震性能，它可承受较大的冲击震动负荷，适用于制造承受冲击载荷和振动的零部件。
在摩托车工业中最常见的，就是镁合金轮框，例如NSR-250SP。
镁合金具有优良的切削加工性和抛光性能，在热态下易于加工成形。
上述特性以及超轻Mg-Li合金系（密度为1.35g/cm3）的问世，拓宽了镁合金的应用范围，并在航空、航天工业中继续保持一定的生命力。
但是镁合金的抗蚀性能较低，缺口敏感性较大；化学性能活泼，所以在熔炼、浇注镁合金时必须采用熔剂和保护气体进行保护，防止合金的燃烧。
镁合金熔体不得与水接触，否则容易引起燃烧或爆炸。
热处理时必须在保护气氛中进行。
基于镁合金的这些特点，许多镁合金的表面处理技术应时而生，其中不乏世界上最优秀的镁合金处理技术——镁合金微弧氧化、镁合金真空电镀等。
镁合金真空电镀虽有良好的表面性能效果，但其成本也相应高出许多。
所以，镁合金氧化技术将会在未来得到青睐，从而得到蓬勃的发展。
镁合金的氧化技术在国内是刚起步。
目前在国内，能做镁合金氧化的技术比较成熟的，主要有三种技术：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子体微弧放电，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子体微弧阳极氧化处理技术。
镁合金的表面处理
鎂合金拋光與擦光步驟
操作
磨蝕粒徑
磨輪
速度
類別
直徑(mm) M/S
sfm
粗拋光
60-100(SiC,Al2O3) 帆布﹑羊皮﹑毛氈 150-360 15.3-25.5 3000-5000
中度拋光 100-320(SiC,Al2O3)
疊布
150-360 20.4-30.6 4000-6000
細拋光
240-400
鎂合金表面處理除改變金屬表面之耐腐蝕性﹐也可提供裝 飾性之外觀 ﹐利用硝酸鐵﹐醋酸﹐硝酸鹽或磷酸清洗皆可達到 目的。硝酸鐵酸洗會在表面形成氧化鉻膜﹐使表面鈍化而增強 其耐腐蝕性。醋酸-硝酸鹽及磷酸酸洗可作為一種螫合劑﹐自鎂 合金表面有效去除其它金屬雜質﹐阻止局部電流腐蝕。下表為 鎂合金之酸洗處理法。
布或 羊皮 25-360 22.9-38.2 4500-7500
鍛面表面處理
50-320
擦光圓盤 150-300 15.3-25.5 3000-5000
擦光 矽藻土或Al2O3擦光化合物
棉
150-400 20.4-40.8 4000-5000
化學清洗
鎂合金化學清洗包括蒸氣脫脂﹑溶劑清洗﹑乳化清洗﹑酸洗 及鹼洗。
表面處理
1 溶劑或鹼液脫脂 2 酸洗 3 沖蝕(化學﹑動力﹑干式) 4 機械拋光
1 陽極處理染色 2 噴漆 3 化成處理 4 電鍍
1 陽極處理 2 噴漆 3 化成處理
1 陽極處理/電鍍 2 陽極處理/電鍍 3 陽極處理/化成處理 4 陽極處理及潤滑
鎂合金之表面預處理
鎂合金之表面預處理與其它金屬處理一樣重要﹐因為它會影響到隨后之被覆 制程于鎂零件之制造過程中﹐一些污染物如油脂﹑氧化物或骯臟異物皆可能存 在﹐此外化學處理后之殘留雜質亦必須去除。一般鎂合金零件之清洗制程可分為 四種類別﹕即機械清洗﹑溶劑清洗﹑鹼液清洗及酸洗﹐其中溶劑清洗﹑鹼液清洗 及酸洗亦被歸類為化學清洗。這些方法可單獨使用﹐亦可以組合使用﹐視工作狀 況而定﹐下表為鎂合金使用之清洗制程說明﹕
镁合金表面处理技术现状
镁合金表面处理技术现状
镁合金作为一种轻量化材料，具有优异的物理和化学性质，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
然而，镁合金在应用过程中存在着易氧化、耐磨性差、腐蚀性强等问题，需要进行表面处理以提高其性能。
目前，镁合金表面处理技术主要包括化学处理、电化学处理和物理处理等方法。
1. 化学处理：常见的化学处理方法包括酸洗、碱洗、酸碱中和、酸洗除油和镀硬铬等。
酸洗可以去除镁合金表面的氧化层和杂质，提高镁合金的表面质量和附着力；碱洗可以去除表面的油污和有机物；酸碱中和可以中和残留的酸碱溶液；酸洗除油可以去除镁合金表面的油脂和污染物；镀硬铬可以提高镁合金的硬度和耐腐蚀性。
2. 电化学处理：电化学处理主要包括阳极氧化和电沉积等方法。
阳极氧化可以形成一层致密的氧化膜，提高镁合金的抗氧化、耐蚀和耐磨性能；电沉积可以通过电解沉积金属或合金在镁合金表面，改善表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。
3. 物理处理：物理处理主要包括机械研磨、喷砂、阳极砂化等方法。
机械研磨可以去除镁合金表面的氧化层和粗糙度，提高表面质量；喷砂可以通过高速喷射硬度较高的粒子，去除表面的氧化层和杂质；阳极砂化可以通过在阳离子溶液中进行磨料刷砂，提高表面的粗糙度和附着力。
综上所述，镁合金表面处理技术涵盖了化学处理、电化学处理和物理处理等多种方法，不同的处理方法可以根据具体需求选择，以提高镁合金的性能和使用寿命。
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车制造业使用镁合金将占镁消耗总量的14％，预计今后将以10％-20％的速度递
增，2005年将达到20万吨。
美国、欧洲、日本等发达国家投入大量人力和物力，实施多项大型联合研究
发展计划，研究用镁合金制造汽车零部件，这将极大促进镁合金在汽车上的应用。
激光辅助热喷涂工艺潜在的用途非常大，从气轮机叶片到电机零件，从印刷业、纺织业和造纸业到航空业和能源部门等许许多多的领域，都可充分发挥激光辅助热喷涂 工艺的优越性。但是该种方法仍然有一些不完善的地方和缺点，如采用激光辅助热喷涂工艺对涂层和基体间的相互作用及产生高结合强度的机理尚未完全澄清；激光辅助热喷涂工艺的激光熔化等设备成本高，维护困难；激光辅助热喷涂工艺处理的零部件几何外形受到严格的限制，因此在规模化和工业推广化方面存在一些障碍。
工程塑料的使用，率先将镁合金用于制造笔记本电脑、移动、摄像机、数码
相机，并正在计划将其推广到电视、投影仪、音响等电子和通讯器材上。美国制
定了PNGV(新一代交通工具伙伴)的合作计划，其目标是生产出消费者可承受
的每100km耗油3L的汽车，且整车至少80％以上的零件可以回收这些要求迫使
汽车制造商采用新材料、新工艺和新技术，生产质量轻、耗油少、符合环保要求
2. 2. 4直接化学镀镍
化学镀主要是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在经催化剂活化的表面上还原析出成金属镀层的一种化学处理方法。由于镁合金的化学活性相当高，表面处理非常困难。针对这种情况，发明了一种新的前处理方法，直接在镁合金表面化学镀镍，得到的镀层均匀、结合力良好，处理流程如下：清洗～除油～碱蚀～酸活化～碱活化～碱性化学预镀镍～酸性化学镀镍。该方法的缺点是采用酸性化学镀镍溶液，一旦底层存在孔隙，会导致基体镁的点腐蚀。
电子束物理气相沉积应满足如下几点：第一，涂层沉积在真空状态下进行，有利于防止基体与涂层材料的污染和氧化；第二，选择较好的工艺参数，可以得到与蒸发材料的成分相同和元素含量基本一致的涂层；第三，冷却速度快、气相固化快。通过控制离子束参数和添加其他合金元素还可得到高结晶度、高强度的合金表面。
2. 1. 2化学转化膜处理
炼技术的不断提高，镁及镁合金的价格迅速下降，镁合金熔液保护技术更加成熟，
高纯镁合金材料耐蚀性的大幅度提高，以及人们对能源和环境保护的高度重视，
镁合金成为迅速崛起的一种工程材料，用量每年以15％的速率保持快速增长，远
远高于铝、铜、锌、镍和钢铁的增长速度，这在近代工程金属材料的应用中是前
所未有的。
目前国外有大量的镁合金表面处理方法，一些方法已经在工业上得到小量的商业应用，但大多数方法还处于探索和改进阶段。主要分表面改性和表面涂层处理技术。
(3)限制镁合金广泛应用的最大障碍是镁合金的耐腐蚀性能较差。镁的平衡电位为一2．37 V，很容易发生氧化反应。镁在海水中的稳定电位为一1．6一一1．5 V。镁在空气中与氧能够形成一层很薄的氧化膜，但氧化膜疏松、多孔，PB比为O．99<l[PB比即Pilling—Bed-worth原理：氧化膜具有保护性的必要条件是，氧化形成的金属氧化膜的体积(VMO)比生成这些氧化膜所消化的金属体积(VM)要大，即VMO：VM>1],不能形成有效稳定的保护膜，导致镁合金的腐蚀反应可以持续发展下去。镁合金的耐蚀性差，是限制镁合金应用的主要因素。
同其它表面处理方法相比，镁合金化学镀投资相对较少，获得的镀层功能多样性可以满足各方面的需要。缺点是化学镀及前处理过程经常采用铬的化合物、氰化物以及含氟化合物，引起的环境问题促使我们开发绿色环保工艺以适应新时代的需要。化学镀获得的镀层均匀，但镀液使用寿命较短、废液较多，且操作条件比较苛刻相沉积（EB-PVD）
电子束气相沉积是以电子束为热源的涂层工艺，通常是在真空状态下，利用具有高能量密度的电子束轰击靶材使之熔化、蒸发，并在基体上沉积形成涂层。该技术自1907年首项专利产生以来有了很大发展。在该工艺中为了使蒸发物分子到达基体前的初动能不过多损失，以保证涂层质量的均匀性，一般保持蒸发距 小于自由程，即蒸发粒子在到达基体的过程中几乎不与其他粒子发生碰撞。
2. 2 表面涂层处理
表面涂层处理技术是研究得比较多的方法，表面涂层又主要分为有机及特殊涂层和金属涂层。有机及特殊涂层采用环氧树脂、乙烯树脂、聚氨酯以及橡胶等材料获得有机涂层防护膜。在镁合金上涂覆油、油脂、油漆、蜡和沥青也可作为短时间防护处理的一种方法。金属涂层主要是在镁合金基体表面涂覆上一层金属，主要有电镀涂层和化学镀涂层两种方法。
2. 2. 3表面电镀
镁合金表面电镀是合金表面在液相中沉积出具有相当防腐能力和导电性能的光亮合金层，这层均匀的合金膜提高了镁合金表面的硬度、耐擦伤性、耐蚀和耐磨性。电镀基本流程如下：清洗～浸蚀～活化～浸锌～氰化镀铜～电镀。
此外，还有将一种或数种不溶性的固体颗粒、纤维均匀地杂在电镀液中，而后在电场作用下共同沉积到合金表面从而形成一种特殊镀层的工艺。以超硬材料如金刚石作为分散颗粒就可以形成金刚石复合镀层，以纳米材料添加于金属镀液中就可以形成纳米复合镀层，同样也可以形成纳米金刚石复合镀层。电镀是镁合金表面处理的一种较好方法，因其工艺设备简单，流程简易可行，可以在工业上规模推广。
镁合金的表面会生成一层自然氧化膜，在pH值为11. 5的溶液中生成的是Mg（OH）2膜，但这两种膜都起不到保护作用，这是因为所形成的氧化膜的体积与所消耗镁原子的体积比为0. 79。
化学转化膜能提供比自然形成的保护膜更好的保护效果，更重要的是，使表面膜从碱性转变为中性，使进一步的涂装保护变得更容易。化学转化膜处理方法常用的有2类：一类以磷酸盐作成膜剂，另一类以铬酸盐作成膜剂。目前技术较成熟的化学转化膜处理方法是铬酸盐处理，用以铬酐和重铬酸盐为主要成分的水溶液进行化学处理获得保护膜。
2. 2. 1合金表面喷涂纳米和瓷涂层材料
纳米表面工程技术是以纳米材料和其它低维非平衡材料为基础，通过特定的加工技术、加工手段，使固体材料表面纳米化；或直接在固体表面形成具有纳米结构的涂层的一种先进的系统工程，而镁合金表面喷涂纳米材料就是这样一种涂层系统。它可以是由单一纳米材料组成的涂层材料，也可以是由两种或多种纳米材料组成的复合纳米体系。从已有的研究结果看，用热喷涂技术制备纳米结构涂层，无论其结构怎样变化，与传统涂层相比，纳米结构涂层在强度、韧度、抗蚀、耐磨、抗热疲劳等方面均有显著提高。
的新一代汽车。据测算，汽车自重减轻10％，其燃油效率可提高5．5％。如果每
辆汽车能使用70kg镁合金，C02的年排放量就能够减少30％以上。镁合金作为
实际应用中最轻的金属材料，在汽车的减重和性能改善中的重要作用受到了人们
的重视。
世界各大汽车公司已经将镁合金制造汽车零件作为总要发展方向。在欧美国
家中，各国的汽车厂商正极力争取采用镁合金零件的多少作为汽车技术领先的标
2. 1. 4 加弧辉光等离子表面处理
加弧辉光等离子表面处理技术是在双辉离子处理技术基础上通过引入冷阴极电弧源而研制出的一种新型离子渗金属技术。它发挥了辉光和弧光离子渗金属的优势，使离化率和沉积速率大大提高，可通过控制镁合金的退火温度、调整工艺参数，形成镀渗复合层。
加弧辉光等离子表面处理技术的基本原理是：通过引弧电极触发引燃电弧，在阴极弧靶的表面产生高温、高压、高电流密度、小体积并可迅速运动的高密度等离子体阴极弧斑。等离子体发射出阴极斑点之后向空间扩散，大量斑点发射出的等离子体流在阴阳极间形成高能量（20-100eV）、高速度（103-105m/s）及高离化率（70%-80%）的欲镀金属离子流，在工件负偏压的作用下高速轰击工件。同时，辅助源极辉光放电产生的欲镀金属离子流也辅助轰击工件，使工件迅速加热到渗金属处理所需的温度。由于欲镀金属离子的高速轰击，工件表面产生大量的晶体缺陷，金属粒子借助于轰击和扩散过程渗入工件部，形成均匀的扩渗金属层。
2、国外研究进展
镁合金作为一种发展迅猛的绿色环保合金材料，在世界各国对能源和环境保
护日益重视的背景下，成为目前国外重新认识并积极开发的一种新型环保材
料，被认为是21世纪最具开发和应用潜力的“绿色材料”。
长期以来，由于镁的价格偏高、镁合金熔液易于氧化燃烧和镁合金材料的耐
蚀性差等限制了其在民用工业的大规模应用。进入20世纪90年代后，随着镁冶
2. 1. 3阳极氧化
阳极氧化是利用电解作用使金属表面形成氧化膜的过程，是一种特殊的化学转化膜。这种膜不仅包含了合金元素的氧化物，而且还包含了溶液过热分解并沉积到镁合金工件表面的其他氧化物。
阳极氧化工艺根据氧化处理液的成分分为酸性和碱性氧化液。早期的阳极氧化处理是用含铬化合物的处理液，典型的如早期DOW17、Cr 22及后来的HAE工艺、脉冲阳极氧化等进行的镁阳极氧化处理。后来逐渐发展了处理液以磷酸盐、高锰酸盐、可溶性硅酸盐、硫酸盐、氢氧化物和氟化物为主的无毒阳极氧化。永君等开发了一种无铬、无磷、无氟的绿色环保型碱性电解液，通过阳极氧化～冷水漂洗～封孔～冷水漂洗～热风吹干工序，在高纯镁、压铸镁合金AZ91D和AM60B表面形成了一层外表美观的银灰色均匀光滑膜
利用等离子弧喷涂的方法，在镁合金表面形成瓷涂层可以提高表面的硬度、耐磨性及耐腐蚀性能。在镁合金表面喷涂的主要是金属瓷如ZrO2、CrO、AI2O3 + TiO2、MgO等。
2. 2. 2激光辅助热喷涂工艺
由于镁的化学活性相当高，因此重新氧化的时间非常短，这给镁合金的处理带来了极大的困难。因此可采用激光辅助喷涂工艺。激光辅助热喷涂工艺是把待喷镁合金基体的表面清理和热喷涂结合为单一的工序，不再需要传统的脱脂、除氧化层和活化工序。
20世纪70年代以来，各国尤其是发达国家对汽车的节能和尾气排放提出了
越来越严格的限制，1993～1994年欧洲汽车制造商提出“3L汽油轿车"的新概
念。1996年德国教育部投资2400万马克，由阿伦工业大学、慕尼黑工业大学、
杜易斯堡大学、多特蒙德大学以及大众汽车公司等44家单位展开了针对汽车轻