镁合金压铸之提高镁合金抗腐蚀性能的有效措施

 镁合金压铸在汽车、电子、电器、交通、航天、航空、国防和军事等领域具有广阔的应用前景和极其重要的经济价值。然而，镁合金的电极电位非常负（-2.34V），而且镁合金的氧化膜通常是多孔和多孔的，具有高的化学和电化学活性，因此其化学稳定性低，耐腐蚀性差。此外，镁合金硬度低，耐磨性差。这些缺陷也在一定程度上限制了镁合金的广泛应用。广泛应用。因此，如何从满足工业应用的角度出发，有效地提高镁合金的耐磨性和耐腐蚀性，已成为镁合金开发与研究中亟待解决的关键技术问题。

采用高速电弧喷涂技术在我国装甲部队工程学院镁合金表面制备了铝基非晶纳米晶复合防护涂层，取得了良好的效果。高速电弧喷涂技术具有质量高、效率高、成本低、喷涂面积大、工业化应用等特点。它已成为制备防腐耐磨涂料的重要表面保护手段之一。在高速电弧喷涂过程中，熔体喷涂粒子的冷却速度非常快，容易获得非晶纳米晶复合涂层，涂层沉积效率高，成本低。因此，采用高速电弧喷涂技术在镁合金表面制备纳米晶复合防护涂层，对于解决镁合金表面的耐腐蚀耐磨问题具有重要的理论意义和应用价值。锡姆合金基体材料为AZ91镁合金(含铝8.3～9.7%、锌0.35～1.0%、锰0.15～0.5%、硅0.1%、铁0.005%、铜0.03%、镍0.002%)。采用自动高速电弧喷涂技术成功地制备了Al-Ni-Y-Co纳米晶复合镀层。涂层的每个区域的结构是均匀和紧凑的。表现出典型的层状结构特征。层间没有裂纹，接头没有明显的气孔和裂纹。涂层与基体之间的主要结合方式是机械结合，但微观冶金结合也起着一定的作用。孔隙率约为1.8%，结合强度为26.8MPa，平均显微硬度为311.7HV，是AZ91镁合金的5倍。涂层由分散尺寸为10～80nm的非晶纳米晶相和少量的微晶结构组成。

结果表明，Al-Ni-Y-Co非晶纳米复合镀层的耐磨性是AZ91镁合金的6倍，磨损率低。这是因为涂层的非晶相被α-A1当量的纳米颗粒分散。这些纳米颗粒可以在一定程度上起到弥散强化的作用，防止磨损过程中裂纹的扩展，使铝基非晶纳米晶复合镀层具有良好的耐磨性。

在5%NaCI水溶液中的腐蚀试验结果表明，Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合镀层的耐腐蚀性能明显优于AZ91镁合金。AZ91镁合金的自腐蚀电位明显高于AZ91镁合金，自腐蚀电流密度约为AZ91镁合金的1/5。与AZ91镁合金相比，腐蚀后的表面形貌更光滑，点蚀更小。镁合金具有较强的氧化活性，易于氧化。在镁合金表面形成氧化膜。但是，这种氧化膜对氯离子侵蚀的抗性很弱，容易受到损伤。Al-Ni-Y-Co镀层中存在非晶相、纳米晶相和微晶相，非晶基体上存在弥散的纳米晶相。非晶相没有晶界和缺陷，具有良好的耐蚀性。纳米晶相的存在可以促进钝化膜的形成，防止进一步的腐蚀。飞沫形成的氧化膜与该复合结构交替形成Al-Ni-Y-Co复合镀层，使镁合金压铸件具有优良的耐蚀性。