鎂合金壓鑄可以氧化,但需通過特定工藝實現,且其氧化特性與鋁合金等材料存在顯著差異,需結合鎂合金的化學特性和壓鑄后的表面狀態針對性設計工藝。以下從 “鎂合金為何能氧化”“氧化的核心工藝”“氧化的應用價值與注意事項” 三方面展開詳細說明:
鎂是化學活性極強的金屬(標準電極電位約 - 2.37V,遠低于鋁的 - 1.66V),在自然環境中會迅速與氧氣反應生成氧化鎂(MgO),但自然氧化形成的氧化膜存在明顯缺陷:
- 膜層疏松多孔:氧化鎂的晶格體積(約 1.19cm³/mol)與鎂基體(約 13.97cm³/mol)差異極大,導致氧化膜無法緊密附著在基體表面,無法阻擋氧氣、水分進一步滲透,起不到有效防護作用。
- 穩定性差:自然氧化膜在潮濕、酸性 / 堿性環境中易溶解,反而可能加速鎂合金的腐蝕(如電化學腐蝕)。
因此,鎂合金壓鑄的 “氧化” 并非依賴自然反應,而是通過人工控制的化學 / 電化學工藝,在壓鑄零件表面生成一層致密、均勻、結合力強的氧化膜,解決自然氧化膜的缺陷,實現防護或功能需求。
針對鎂合金壓鑄零件(表面可能存在壓鑄缺陷,如氣孔、縮松、分型線等,需先做前處理),工業上常用的氧化工藝主要有兩類:
通過將鎂合金壓鑄件浸入特定化學溶液(如鉻酸鹽、磷酸鹽、無鉻環保型溶液),利用化學反應在表面生成一層厚度較薄(通常 0.5-5μm)的氧化膜,核心特點是 “無外加電源,工藝簡單”。
- 提升耐蝕性:氧化膜可有效隔絕鎂基體與空氣、水分、腐蝕性介質(如汗液、工業廢氣),解決鎂合金 “易腐蝕” 的痛點,擴大其在消費電子(如手機中框)、汽車(如儀表盤支架)、醫療器械中的應用;
- 增強表面功能:氧化膜可作為 “底層”,提升后續涂裝、噴漆、粘接的附著力(避免涂層脫落);部分硬質陽極氧化膜可直接作為耐磨表面(如機械運動部件);
- 裝飾性需求:通過陽極氧化可實現黑色、灰色等均勻色彩,替代傳統的電鍍工藝(鎂合金電鍍難度高),滿足外觀要求。
- 前處理必須徹底:壓鑄零件表面的脫模劑、油污、氣孔、毛刺會直接導致氧化膜 “漏鍍”“針孔”,因此需經過 “除油→酸洗(去除自然氧化膜)→活化→水洗” 等步驟,確保表面潔凈;
- 工藝參數嚴格控制:無論是化學氧化還是陽極氧化,溫度(通常 20-40℃,過高易導致膜層疏松)、時間(5-30 分鐘)、溶液濃度均需精準把控,否則會影響膜層質量;
- 后續封閉處理:氧化膜(尤其是化學氧化膜)存在微小孔隙,需通過 “封閉處理”(如浸入硅烷溶液、熱水封閉)填充孔隙,進一步提升耐蝕性;
- 避免與鋁合金混淆:鎂合金氧化工藝不能直接套用鋁合金(如鋁合金常用硫酸陽極氧化,鎂合金用則會劇烈反應),需專用的鎂合金氧化配方,否則會導致零件報廢。