鎂合金化學氧化原理
鎂合金的化學氧化處理通常在以重鉻酸鹽為主要組分的酸性溶液中進行，氧化膜由于材料成分不同，氧化溶液不同，膜層的組織結(jié)構(gòu)略有差異，但膜的生長過程大致相同。表面膜層的生成主要是氧化還原過程，可用電化學反應來說明膜層形成機理。在微陽極是鎂的溶解，即
Mg→Mg2++2e
在微陰極是六價鉻的還原和析氫，即
Cr2072- +14H+6e→2Cr3++7H2O
2H++2e→H2↑
隨著反應的不斷進行，金屬表面將積累一定的Mg2+和Cr3+，又由于H+的消耗，金屬表層溶液的pH值上升，堿性加大。因此有以下反應發(fā)生，即
Cr3++30H→Cr(OH)3↓
Cr(OH)3+OH-→CrO2-+2H20
2CrO2-+Mg2+→Mg(CrO2)2↓
隨著亞鉻酸鎂的沉積，M92+的溶解量逐漸減少，膜的生長速度也降低。溶液中的Cr3+
將與鉻酸根CrO42-進行反應生成鉻酸鉻Cr2(Cr04)3·2H20。所以鎂合金經(jīng)化學處理后，膜的成分主要是亞鉻酸鎂及鉻酸鉻。對于含氟化物的溶液，可能生成氟化物鉻酸鹽膜。
鎂合金經(jīng)過鉻酸鹽處理生成鉻酸鹽膜。這層膜防護性好，表面呈弱酸性且附著力強，是很好的涂裝底層。該法簡便，應用廣泛?；瘜W發(fā)黑的實質(zhì)也屬鉻酸鹽法。

鎂合金化學氧化工藝
鎂合金制件在化學氧化前，需經(jīng)脫脂、除氧化膜和除其他雜質(zhì)處理。對鑄件宜采用噴砂處理，以避免酸、堿溶液的腐蝕。鎂合金化學氧化工藝見表7-11。
(1)槽液成分及工藝的影響
①重鉻酸鹽成膜主要成分。含量少，膜層薄或不易成膜；含量多，成膜速度減慢。
②氟化物成膜主要成分。含量高，膜疏松；含量低，形成膜薄，而且產(chǎn)生腐蝕點。
③硝酸和醋酸 調(diào)整酸度。含量高，成膜速度快，但膜層疏松，甚至出現(xiàn)腐蝕斑點；含量低，成膜速度慢，且膜層較薄。
④氯化物和硫酸鹽 起表面活化作用，促使膜生成。Cl-含量過多，將會腐蝕金屬表面。
⑤溫度溫度高反應速度快，易生成疏松氧化膜；溫度低，反應速度慢，成膜速度慢。
⑥時間要根據(jù)溶液的氧化能力、溫度、鎂合金材料而定。當溶液的氧化能力強或合金中鎂含量高時，氧化時間可以短些，反之長些。

(2)溶液維護
①1號液始終保持清澈透明、穩(wěn)定。當溶液pH值升高，氧化能力下降，膜層變薄，膜色變淡時，用硫酸調(diào)整pH值至規(guī)定范圍。溶液老化后，在無分析的條件下，可按5g／L的量補加所需藥品。延長氧化時間，膜色加深，膜層抗蝕性能提高，膜層與基體結(jié)合力不受影響。
②2、5號溶液因氧化溫度高，溶液不穩(wěn)定，需經(jīng)常用硫酸、鉻酸調(diào)整pH值，使其在規(guī)

定范圍內(nèi)，并需經(jīng)常加水保持溶液工作面。當氧化膜表面掛灰太多時，應更換溶液。
③3號溶液氧化過程中，醋酸的消耗及揮發(fā)較快，pH值會不斷升高，膜層發(fā)暗。此時需添加醋酸調(diào)整酸度。新配制槽液開始不好用，經(jīng)氧化一段時間后進人正常。
④4號溶液對雜質(zhì)敏感，應防止雜質(zhì)進入溶液，特別是不應帶人氯離子。溶液溫度需要控制在規(guī)定范圍內(nèi)。根據(jù)氧化能力和分析結(jié)果添加氟化鈉。
⑤6號溶液中的醋酸不斷消耗，使pH值不斷升高，溶液的氧化能力下降，膜層變暗，需經(jīng)常添加醋酸調(diào)整pH值。
⑥7號溶液中的硝酸是影響膜層質(zhì)量的主要因素。當硝酸含量過低時，膜層發(fā)暗，硝酸含量過高時，膜發(fā)亮光滑，帶紅綠色。應根據(jù)溶液的氧化能力和分析結(jié)果調(diào)整硝酸含量。
⑦8、9號溶液適用于鎂合金制件的局部氧化，為穩(wěn)定膜層質(zhì)量，需維持鉻酐和亞硒酸的含量，不能過高和過低。
(3)后處理
鎂合金化學轉(zhuǎn)化處理后，為了提高膜層的耐蝕能力，可以進行封閉處理。其工藝規(guī)范為重鉻酸鉀K2Cr20740～50g／L，溫度90～98℃，時間l5～20min。
需要局部轉(zhuǎn)化處理，或不便于浸漬的零部件，可以進行刷涂。這種方法還經(jīng)常用于修復損傷的轉(zhuǎn)化膜。對于已涂過漆或準備涂漆的零件采用下列溶液：鉻酐Cr0345g／L，氧化鎂Mg08～9g／L，硫酸H2S04(相對密度l．84)0．1～1g／L。對于不涂漆的半成品或成品適用的溶液為：亞硒酸H2Se0324g／L，重鉻酸鈉Na2Cr207·2H2012g／L。

鎂合金電化學氧化
鎂合金的電化學轉(zhuǎn)化又稱鎂合金陽極氧化，可以在堿性或酸性溶液中進行，以酸性溶液應用最為廣泛。采用直流電或交流電，所得的膜厚為40～60μm，具有較高的硬度、耐磨性和耐蝕性。其不足是膜層彈性低，氧化過程較復雜，形狀復雜零件膜厚不均勻，限制了它在工業(yè)上更廣泛的應用。

鎂合金化學氧化工藝

注：
配方l膜層耐蝕性好，適于鑄鎂件ZM5發(fā)黑處理，也適于其他鎂合金成品及半成品件氧化
配方2防護性較好，適于鎂合金各種成品及半成品零件；
配方3氧化時間短，膜層耐蝕性較差，適于容差小或具有拋光表面的成品或半成品氧化；
配方4膜層具有較高的電阻，防護性好，適于成品、半成品及組合件的氧化；
配方5防護性好，膜層外觀美麗，顏色較深，適于鎂合金成品和半成品氧化；
配方6膜層有較好的耐熱性，室溫下即可氧化，適用于鍛、鑄成品及半成品的氧化；
配方7膜層防護性較差，氧化后零件尺寸變化大，只適于鍛鑄鎂合金毛坯零件氧化；

配方8適用于已經(jīng)涂過漆或準備涂漆的成品零件的局部氧化；
配方9適用于半成品或已經(jīng)涂漆成品的局部氧化。

合金陽極氧化工藝規(guī)范

鎂合金在堿性溶液里產(chǎn)生的膜主要由氧化鎂和氨氧化鎂組成。由于氧化鎂在堿性介質(zhì)里不溶解，膜能連續(xù)增長，直至達到所需要的厚度。膜是多孔的，為了降低孔隙率，可向溶液中加入碳酸鹽、硼酸鹽、氟化物、硅酸鹽和有機物。它們同時還起到增加膜的硬度和改善其他性能的作用。
在酸性溶液里最重要的成分是重鉻酸鈉、氟化氫銨和磷酸，生成的膜含有這些化合物的陰離子。膜層孔很多，必須在含有鉻酸鹽和水玻璃的溶液中封閉。膜層有較好的耐高溫性能。
鎂合金電化學氧化后，為了提高膜層的耐蝕性能，可用濃度為10％～20％的環(huán)氧樹脂進行封閉處理，也可在含有0．5～1．Og／L的重鉻酸鉀或0．3～0．5g／L磷酸二氫鈉的溶液中封閉處理，溫度為70℃，時間20min。