降低鎂合金犧牲陽極自腐蝕速率可從合金成分優化、表面處理、環境控制以及制造工藝改進等方面采取措施,具體如下:
優化合金成分
合理添加合金元素:加入適量的鋁、鋅、錳等合金元素可提高鎂合金的耐蝕性。鋁能在合金表面形成致密的氧化鋁保護膜;鋅可細化晶粒,增強耐蝕性;錳能提高合金的耐蝕性和力學性能。例如,在 AZ91D 鎂合金中,鋁含量約為 9%,鋅含量約為 1%,能有效提升其耐蝕性能。
嚴格控制雜質元素:嚴格控制鐵、鎳、銅等雜質元素的含量,它們會形成微電池,加速自腐蝕。一般要求鐵含量低于 0.005%,鎳含量低于 0.002%,銅含量低于 0.01%。
表面處理
化學轉化處理:通過化學轉化處理在鎂合金表面形成一層轉化膜,如鉻酸鹽轉化膜、磷酸鹽轉化膜等。這些轉化膜能隔離鎂合金與腐蝕介質,降低自腐蝕速率。例如,鉻酸鹽轉化膜具有良好的耐蝕性和導電性,能有效保護鎂合金基體。
涂漆或噴涂:在鎂合金表面涂覆有機涂料或進行熱噴涂金屬涂層。有機涂料如環氧樹脂漆、聚氨酯漆等,能提供良好的防護;熱噴涂鋅、鋁等金屬涂層也能起到隔離腐蝕介質的作用。例如,在一些鎂合金產品表面噴涂鋁涂層后,其耐蝕性可提高數倍。
陽極氧化處理:對鎂合金進行陽極氧化處理,可在其表面形成一層堅硬、耐磨且具有良好耐蝕性的氧化膜。該氧化膜能有效阻擋腐蝕介質與鎂合金基體接觸,從而降低自腐蝕速率。例如,在硫酸電解液中進行陽極氧化處理,可獲得厚度為 10 - 50μm 的氧化膜,顯著提高鎂合金的耐蝕性。
環境控制
控制溫度和濕度:盡量將鎂合金犧牲陽極所處環境的溫度和濕度控制在較低水平。溫度升高會加快化學反應速率,濕度增加會使鎂合金表面形成水膜,促進腐蝕。例如,將環境溫度控制在 25℃以下,相對濕度控制在 60% 以下,可有效減緩鎂合金的自腐蝕。
改善介質條件:避免鎂合金犧牲陽極與酸性、堿性或含有大量氯離子等腐蝕性離子的介質接觸。如果無法避免,可通過添加緩蝕劑等方法來降低介質的腐蝕性。例如,在含有氯離子的介質中加入適量的硅酸鹽緩蝕劑,可在鎂合金表面形成保護膜,抑制腐蝕。
改進制造工藝
優化熔煉工藝:采用先進的熔煉技術,如真空熔煉、等,降低雜質含量,使合金組織更加均勻。例如,真空熔煉可有效去除鎂合金中的氣體和雜質,提高其純度和耐蝕性。
控制加工工藝:通過合適的加工工藝,如控制變形量、加工溫度等,細化晶粒,提高合金的強度和耐蝕性。例如,采用熱擠壓工藝,在合適的溫度和擠壓比下,可使鎂合金的晶粒細化,從而提高其耐蝕性能。
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